Radarsensoren detecteren bewegingen zo klein als 1/100 van een haar

De nieuwe sensor maakt gebruik van millimetergolfradartechnologie, met toonaangevende nauwkeurigheid tegen een betaalbare prijs.

Een prototype millimetergolfradarsensor die kleine trillingen kan meten. Foto: Omeed Momeni/UC Davis — Een prototype millimetergolfradarsensor die kleine trillingen kan meten. Foto: *Omeed Momeni/UC Davis*

Een team van ingenieurs aan de Universiteit van Californië in Davis heeft een prototype van een goedkope, energiezuinige radarsensor ontwikkeld die slechts zo klein is als een sesamzaadje en bewegingen kan detecteren ter grootte van 1/100 van de breedte van een menselijke haar, meldde Interesting Engineering op 30 oktober. Het nieuwe onderzoek werd gepubliceerd in het IEEE Journal of Solid-State Circuits.

Volgens de studie maakt het nieuwe ontwerp "mission impossible" mogelijk, doordat de sensor extreem kleine bewegingen van objecten op microscopisch niveau kan detecteren. De sensor belooft vele potentiële toepassingen te bieden op het gebied van beveiliging, biometrische monitoring en ondersteuning van slechtzienden.

Het prototype van de sensor maakt gebruik van millimetergolfradartechnologie. Millimetergolven zijn elektromagnetische frequenties in het bereik van 30 tot 300 gigahertz, tussen microgolven en infrarood. Ze worden gebruikt voor snelle communicatienetwerken zoals 5G en zijn populair vanwege hun sensorcapaciteiten op korte afstand.

Millimetergolfradars vuren snelbewegende elektromagnetische golven af op doelen en analyseren hun beweging, positie en snelheid aan de hand van de echo's, aldus het team. Millimetergolven hebben verschillende voordelen, waaronder gevoeligheid voor subtiele bewegingen en de mogelijkheid om te focussen op extreem kleine objecten.

De meeste huidige millimetergolfsensoren kampen met problemen met stroomverbruik en het filteren van achtergrondruis. Het team van UC Davis ontdekte ook een grote hoeveelheid achtergrondruis tijdens de ontwikkeling van hun nieuwe sensor. Toen ze probeerden het subtiele signaal van een klein, dunner wordend blad op te vangen, werd hun sensor overbelast en verloor het signaal.

Om het ruisprobleem te verhelpen, wijzigde het team het ontwerp en de structuur van de sensor. Deze verandering hielp om ruis uit de metingen van de sensor te verwijderen. Hierdoor kan de sensor veranderingen in de positie van een doelwit detecteren die kleiner zijn dan 1/100 van de breedte van een menselijke haar en trillingen identificeren die kleiner zijn dan 1/1000 van de breedte van een haar.

Volgens het onderzoeksteam is de nieuwe sensor daarmee even nauwkeurig of zelfs beter dan de meest nauwkeurige sensoren ter wereld. Dit goedkope apparaat heeft de potentie om in de nabije toekomst geavanceerde millimetergolfradars te ontwikkelen.

Thu Thao (volgens Interesting Engineering )

Bronlink