Новый датчик использует технологию радара миллиметрового диапазона, обеспечивая лучшую в мире точность по доступной цене.
Прототип датчика миллиметрового радара, способного измерять мельчайшие вибрации. Фото: Омид Момени/UC Davis
Группа инженеров из Калифорнийского университета в Дэвисе разработала прототип недорогого, энергоэффективного радиолокационного датчика, который по размеру не превышает семя кунжута и способен обнаруживать движения размером до 1/100 толщины человеческого волоса, сообщило издание Interesting Engineering 30 октября. Новое исследование было опубликовано в журнале IEEE Journal of Solid-State Circuits.
Согласно исследованию, новая конструкция делает «невозможную миссию» возможной, позволяя датчику обнаруживать мельчайшие движения объектов в микроскопическом масштабе. Датчик обещает множество потенциальных применений в таких областях, как безопасность, биометрический мониторинг и помощь слабовидящим.
Прототип датчика использует технологию радара миллиметровых волн. Миллиметровые волны — это электромагнитные частоты в диапазоне от 30 до 300 гигагерц, между микроволнами и инфракрасным диапазоном. Они используются для питания высокоскоростных сетей связи, таких как 5G, и популярны благодаря возможности обнаружения на малых расстояниях.
По словам учёных, миллиметровые радары излучают быстро движущиеся электромагнитные волны на цели и анализируют их движение, местоположение и скорость по отраженным сигналам. Миллиметровые волны обладают рядом преимуществ, включая чувствительность к едва заметным движениям и способность фокусироваться на очень маленьких объектах.
Большинство современных датчиков миллиметрового диапазона испытывают проблемы с энергопотреблением и фильтрацией фонового шума. Команда Калифорнийского университета в Дэвисе также обнаружила высокий уровень фонового шума при разработке своего нового датчика. Когда они попытались уловить едва заметный сигнал от небольшого, истончающегося листа, датчик был перегружен и потерял сигнал.
Чтобы решить проблему шума, команда изменила конструкцию и структуру датчика. Это изменение помогло устранить шум из показаний датчика. В результате датчик может обнаруживать изменения положения цели размером до 1/100 толщины человеческого волоса и распознавать вибрации размером до 1/1000 толщины волоса.
По словам исследовательской группы, это делает новый датчик равным или даже превосходящим самые точные датчики в мире. Это недорогое устройство потенциально может помочь в разработке современных радаров миллиметрового диапазона в ближайшем будущем.
Ту Тао (по данным Interesting Engineering )
Ссылка на источник
Комментарий (0)