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国家级、专业性、国际化的雷达行业展会

雷达新科技!新型高精度毫米波雷达传感器, 只有芝麻粒大小


发布时间:

2024-02-06

在美国加州大学戴维斯分校,由电气和计算机工程系的Omeed Momeni教授领导的团队在毫米波雷达传感器研究领域取得了重大突破。他们研制出的一款新型毫米波雷达传感器,能够向目标发射毫米级波长的电磁波,并从反弹回来的电磁波中分析目标的运动、位置和速度。这款传感器的…

在美国加州大学戴维斯分校,由电气和计算机工程系的Omeed  Momeni教授领导的团队在毫米波雷达传感器研究领域取得了重大突破。他们研制出的一款新型毫米波雷达传感器,能够向目标发射毫米级波长的电磁波,并从反弹回来的电磁波中分析目标的运动、位置和速度。这款传感器的精细程度令人瞩目,能够检测到比一缕头发丝还小的振动和位置变化,成为世界上最高灵敏度的传感器之一。


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该研究提出了应对毫米波技术相关固有挑战的技术方案,主要是高噪音水平带来的干扰。研究人员提出的创新降噪技术与传统方法显著不同。通过有效地消除噪音,这项技术显著提高了传感器的准确性,使其能够在高噪音水平下接收敏感的信号。
 
电气工程博士生Hao Wang 制作的独特芯片设计是该研究的另一重要支柱。这种设计显著提高了毫米波传感器的能效,解决了这些频率的高能耗和半导体性能有限的问题,这些问题一直困扰着该领域。为了测试这个新颖的降噪想法而组装的原型在第一次尝试中就被证明是成功的,展示了团队迭代测试和快速原型方法的有效性。此外,与类似设备不同,该原型设备体积小巧,生产成本低廉,电池续航时间长。


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该研究中的多普勒雷达拓扑(Doppler  radar  topology)采用了边缘驱动相位解调器(Edge-Driven  Phase  Demodulator,EDPD)处理信号,并将位移/振动转换为具有恒定增益的真直流/基带信号。这项技术克服了传统多普勒雷达的局限性,例如检测零(detection  nulls),而不需要正交解调。利用共同参考的子采样锁相环(common-referenced  subsampling  phase-locked  loops,SSPLL)进一步使雷达能够实现超高位移范围的准确性和灵敏度,从而提高传感器在位移和振动传感方面的性能。

 

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这款传感器的紧凑尺寸、成本效益和能效使其成为集成到VR系统或设备的潜在有吸引力的选择。其独特的设计和高水平的精度为毫米波雷达技术领域设定了新的基准,有望实现更多的应用,这些应用可能会对农业、结构工程、医疗保健和娱乐等领域产生重大影响。这一突破性研究有望推动毫米波雷达技术在多个领域的广泛应用,为人类社会带来福祉。


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