Radarsensor erkennt Bewegungen von nur 1/100 eines Haares

Der neue Sensor aus den USA nutzt Millimeterwellenradartechnologie und bietet weltweit führende Genauigkeit zu einem erschwinglichen Preis.

Prototyp eines Millimeterwellen-Radarsensors, der winzige Vibrationen messen kann. Foto: Omeed Momeni/UC Davis

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

Der Studie zufolge macht das neue Design „Mission Impossible“ möglich, da der Sensor extrem kleine Bewegungen von Objekten im mikroskopischen Maßstab erfassen kann. Der Sensor verspricht zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in Bereichen wie Sicherheit, biometrische Überwachung und Blindenhilfe.

Der Sensorprototyp nutzt Millimeterwellenradartechnologie. Millimeterwellen sind elektromagnetische Frequenzen im Bereich von 30 bis 300 Gigahertz, zwischen Mikrowellen und Infrarot. Sie werden für Hochgeschwindigkeitskommunikationsnetze wie 5G verwendet und sind aufgrund ihrer Nahbereichserfassungsfähigkeiten beliebt.

Millimeterwellenradar feuert schnelle elektromagnetische Wellen auf Ziele ab und analysiert deren Bewegung, Position und Geschwindigkeit anhand der Echos, so das Team. Millimeterwellen haben mehrere Vorteile, darunter die Empfindlichkeit gegenüber subtilen Bewegungen und die Fähigkeit, sich auf extrem kleine Objekte zu konzentrieren.

Die meisten aktuellen Millimeterwellensensoren haben Probleme mit dem Stromverbrauch und der Filterung von Hintergrundrauschen. Das Team der UC Davis entdeckte bei der Entwicklung seines neuen Sensors zudem ein hohes Maß an Hintergrundrauschen. Als sie versuchten, das subtile Signal eines dünner werdenden Blattes zu erfassen, war ihr Sensor überlastet und verlor das Signal.

Um das Rauschproblem zu lösen, änderte das Team Design und Struktur des Sensors. Dadurch wurde das Rauschen aus den Sensormessungen entfernt. Dadurch kann der Sensor Positionsänderungen eines Ziels erkennen, die nur ein Hundertstel der Breite eines menschlichen Haares betragen, und Vibrationen identifizieren, die nur ein Tausendstel der Breite eines menschlichen Haares betragen.

Laut dem Team ist der neue Sensor damit den präzisesten Sensoren der Welt ebenbürtig oder sogar überlegen. Das 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