Radarsensoren erfassen Bewegungen von nur einem Hundertstel eines Haares.

Der neue Sensor nutzt Millimeterwellen-Radartechnologie und bietet weltweit führende Genauigkeit zu einem erschwinglichen Preis.

Ein Prototyp eines Millimeterwellen-Radarsensors zur Messung kleinster Vibrationen. Foto: Omeed Momeni/UC Davis

Ein Ingenieurteam der University of California, Davis, hat einen Prototyp eines kostengünstigen und energieeffizienten Radarsensors entwickelt, der nur so klein wie ein Sesamsamen ist und Bewegungen von nur einem Hundertstel der Breite eines menschlichen Haares erfassen kann, berichtete Interesting Engineering am 30. Oktober. Die neue Forschung wurde im IEEE Journal of Solid-State Circuits veröffentlicht.

Laut der Studie macht das neue Design das scheinbar Unmögliche möglich, indem es dem Sensor erlaubt, selbst kleinste Bewegungen von Objekten im mikroskopischen Bereich zu erfassen. Der Sensor verspricht zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in Bereichen wie Sicherheit, biometrische Überwachung und Unterstützung für Sehbehinderte.

Der Sensorprototyp nutzt Millimeterwellen-Radartechnologie. Millimeterwellen sind elektromagnetische Frequenzen im Bereich von 30 bis 300 Gigahertz, zwischen Mikrowellen und Infrarot. Sie werden zur Stromversorgung von Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsnetzen wie 5G eingesetzt und sind aufgrund ihrer Nahbereichs-Erfassungsfähigkeit beliebt.

Millimeterwellenradare senden laut dem Forschungsteam schnelllaufende elektromagnetische Wellen auf Ziele und analysieren deren Bewegung, Position und Geschwindigkeit anhand der Echos. Millimeterwellen bieten mehrere Vorteile, darunter die Empfindlichkeit gegenüber feinsten Bewegungen und die Fähigkeit, sich auf extrem kleine Objekte zu konzentrieren.

Die meisten gängigen Millimeterwellensensoren weisen einen hohen Stromverbrauch und Probleme mit der Unterdrückung von Hintergrundrauschen auf. Auch das Team der UC Davis stieß bei der Entwicklung seines neuen Sensors auf starkes Hintergrundrauschen. Beim Versuch, das schwache Signal eines kleinen, sich verjüngenden Blattes zu erfassen, war der Sensor überlastet und verlor das Signal.

Um das Rauschproblem zu beheben, veränderte das Team Design und Struktur des Sensors. Diese Änderung trug dazu bei, das Rauschen in den Messwerten zu eliminieren. Dadurch kann der Sensor Positionsänderungen eines Objekts von nur einem Hundertstel der Breite eines menschlichen Haares erfassen und Vibrationen von nur einem Tausendstel der Haarbreite identifizieren.

Dem Forschungsteam zufolge ist der neue Sensor damit genauso präzise oder sogar besser als die weltweit genauesten Sensoren. Dieses kostengünstige Gerät hat das Potenzial, in naher Zukunft zur Entwicklung fortschrittlicher Millimeterwellenradare beizutragen.

Thu Thao (Laut Interesting Engineering )

Quellenlink: https://vnexpress.net/cam-bien-radar-phat-hien-chuyen-dong-nho-bang-1-100-soi-toc-4671071.html