Radarsensorer upptäcker rörelser så små som 1/100 av ett hårstrå

[annons_1]

Den nya sensorn använder millimetervågsradarteknik med världsledande noggrannhet till ett överkomligt pris.

En prototyp av en millimetervågsradarsensor som kan mäta små vibrationer. Foto: Omeed Momeni/UC Davis — En prototyp av en millimetervågsradarsensor som kan mäta små vibrationer. Foto: *Omeed Momeni/UC Davis*

Ett team av ingenjörer vid University of California Davis har utvecklat en prototyp av en billig, energieffektiv radarsensor som bara är lika liten som ett sesamfrö och kan upptäcka rörelser så små som 1/100 av ett mänskligt hårstrås bredd, rapporterade Interesting Engineering den 30 oktober. Den nya forskningen publicerades i IEEE Journal of Solid-State Circuits.

Enligt studien möjliggör den nya designen ett "omöjligt uppdrag", vilket gör att sensorn kan upptäcka extremt små rörelser från objekt på mikroskopisk skala. Sensorn lovar att ge många potentiella tillämpningar inom områden som säkerhet, biometrisk övervakning och hjälp för synskadade.

Sensorprototypen använder millimetervågsradarteknik. Millimetervågor är elektromagnetiska frekvenser i intervallet 30 till 300 gigahertz, mellan mikrovågor och infrarött. De används för att driva höghastighetskommunikationsnätverk som 5G och är populära för sina kortdistansavkänningsmöjligheter.

Millimetervågsradarer avfyrar snabba elektromagnetiska vågor mot mål och analyserar deras rörelse, position och hastighet utifrån ekona, enligt teamet. Millimetervågor har flera fördelar, bland annat att de är känsliga för subtila rörelser och kan fokusera på extremt små objekt.

De flesta nuvarande millimetervågssensorer lider av problem med strömförbrukning och filtrering av bakgrundsbrus. UC Davis-teamet upptäckte också en stor mängd bakgrundsbrus när de utvecklade sin nya sensor. När de försökte fånga upp den subtila signalen från ett litet, tunnande löv, blev deras sensor överbelastad och tappade signalen.

För att lösa brusproblemet ändrade teamet sensorns design och struktur. Denna förändring bidrog till att ta bort brus från sensorns mätningar. Som ett resultat kan sensorn upptäcka förändringar i ett måls position så små som 1/100 av ett mänskligt hårstrås bredd och identifiera vibrationer så små som 1/1 000 av ett hårstrås bredd.

Enligt forskargruppen gör detta den nya sensorn lika bra som eller bättre än världens mest exakta sensorer. Denna lågkostnadsenhet har potential att bidra till utvecklingen av avancerade millimetervågsradarer inom en snar framtid.

Thu Thao (enligt Interesting Engineering )

[annons_2]
Källänk