- 13,858
- 20
- 8 Ноя 2022
Представьте мир, где датчик размером с семечко видит тоньше волоса.
Инженеры разработали радарный датчик размером с семечко, способный обнаруживать движения, меньшие чем на 1/100 ширины человеческого волоса.
Команда Университета Калифорнии в Дэвисе (UC Davis) создала этот прототип датчика размером с семя сезама, который является дешевым и энергоэффективным.
Официальное заявление описывает дизайн датчика как превращение "невозможной миссии" в реальность. Этот передовой дизайн позволяет датчику обнаруживать чрезвычайно маленькие движения объектов на микроскопическом уровне.
Датчик представляет собой обещание для широкого спектра потенциальных применений, включая безопасность, биометрический мониторинг и помощь людям с нарушениями зрения.
Технология миллиметрового радара используется в этом устройстве-доказательстве концепции.
Миллиметровая волна - это электромагнитная частота, которая варьируется от 30 до 300 гигагерц и находится между микроволнами и инфракрасным излучением. Она используется для обеспечения высокоскоростных коммуникационных сетей, таких как 5G, и широко востребована за свою способность обеспечивать короткодальние возможности датчиков.
"Миллиметровые радары отправляют быстро движущиеся электромагнитные волны к целям, чтобы анализировать их движение, положение и скорость от отраженных волн", - говорится в заявлении.
Миллиметровые волны имеют ряд преимуществ, включая естественную чувствительность к минутным движениям и способность фокусироваться на объектах малого масштаба.
Большинство современных миллиметровых датчиков сталкиваются с проблемами, связанными с потреблением энергии и фильтрацией фонового шума.
Действительно, ученые обнаружили большое количество фонового шума при разработке этого датчика.
Когда исследователи пытались зафиксировать слабый сигнал утончающегося маленького листа, их датчики были перегружены, и сигнал был потерян.
"Это казалось действительно невозможным, потому что уровни шума, которые мы рассматривали, были настолько низкими, что почти ни один источник сигнала не мог справиться с этим", - сказал Омид Момени в официальном заявлении.
Чтобы преодолеть проблему шума, исследователи изменили дизайн и структуру датчика. Эта модификация позволила устранить нежелательный шум из измерений датчика.
В результате датчик теперь может обнаруживать изменения в положении цели, меньшие чем на 1/100 ширины человеческого волоса, и определять вибрации, мельчайшие чем 1/1,000 ширины человеческого волоса.
Это делает его "лучше или на уровне с самыми точными датчиками в мире".
Это дешевое устройство имеет потенциал для разработки высокоэффективных миллиметровых радаров в ближайшем будущем.
Результаты исследования были опубликованы в журнале IEEE Journal of Solid-State Circuits.
Инженеры разработали радарный датчик размером с семечко, способный обнаруживать движения, меньшие чем на 1/100 ширины человеческого волоса.
Команда Университета Калифорнии в Дэвисе (UC Davis) создала этот прототип датчика размером с семя сезама, который является дешевым и энергоэффективным.
Официальное заявление описывает дизайн датчика как превращение "невозможной миссии" в реальность. Этот передовой дизайн позволяет датчику обнаруживать чрезвычайно маленькие движения объектов на микроскопическом уровне.
Датчик представляет собой обещание для широкого спектра потенциальных применений, включая безопасность, биометрический мониторинг и помощь людям с нарушениями зрения.
Технология миллиметрового радара используется в этом устройстве-доказательстве концепции.
Миллиметровая волна - это электромагнитная частота, которая варьируется от 30 до 300 гигагерц и находится между микроволнами и инфракрасным излучением. Она используется для обеспечения высокоскоростных коммуникационных сетей, таких как 5G, и широко востребована за свою способность обеспечивать короткодальние возможности датчиков.
"Миллиметровые радары отправляют быстро движущиеся электромагнитные волны к целям, чтобы анализировать их движение, положение и скорость от отраженных волн", - говорится в заявлении.
Миллиметровые волны имеют ряд преимуществ, включая естественную чувствительность к минутным движениям и способность фокусироваться на объектах малого масштаба.
Большинство современных миллиметровых датчиков сталкиваются с проблемами, связанными с потреблением энергии и фильтрацией фонового шума.
Действительно, ученые обнаружили большое количество фонового шума при разработке этого датчика.
Когда исследователи пытались зафиксировать слабый сигнал утончающегося маленького листа, их датчики были перегружены, и сигнал был потерян.
"Это казалось действительно невозможным, потому что уровни шума, которые мы рассматривали, были настолько низкими, что почти ни один источник сигнала не мог справиться с этим", - сказал Омид Момени в официальном заявлении.
Чтобы преодолеть проблему шума, исследователи изменили дизайн и структуру датчика. Эта модификация позволила устранить нежелательный шум из измерений датчика.
В результате датчик теперь может обнаруживать изменения в положении цели, меньшие чем на 1/100 ширины человеческого волоса, и определять вибрации, мельчайшие чем 1/1,000 ширины человеческого волоса.
Это делает его "лучше или на уровне с самыми точными датчиками в мире".
Это дешевое устройство имеет потенциал для разработки высокоэффективных миллиметровых радаров в ближайшем будущем.
Результаты исследования были опубликованы в журнале IEEE Journal of Solid-State Circuits.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
