Исследователи из Сиднейского университета разработали радар нового типа, который может видеть объекты сантиметрового размера.
Новая методика использует фотонную систему для генерации сигналов гораздо большей пропускной способности. Это позволяет радарам более точно обнаруживать объекты меньшего размера и даже использоваться для мониторинга показателей жизнедеятельности пациентов в больницах.
Принцип работы любого радара довольно прост. Радар излучает радиочастотные сигналы и анализирует их отражения, определяя по ним местоположение, форму и скорость интересующих объектов, например, самолетов.
Чаще всего радары используют частоты в несколько сотен мегагерц. Такие сигналы обеспечивают изображение с разрешением в масштабе метров. Использование более высоких частот может позволить радару улавливать мелкие детали, но это также расширяет пропускную способность. Как следствие, требуется гораздо более мощности для обработки сигналов, что, в свою очередь, повышает стоимость и сложность системы. Фотонный радар может помочь решить эту проблему.
Фотонный радар
Как и классический радар, фотонная версия также излучает микроволны, но сигналы генерируются и обрабатываются с помощью лазеров, что дает им гораздо более высокую частоту при большей пропускной способности.
Тестовая фотонная радиолокационная система, построенная учеными, производила сигналы с полосой пропускания 11 ГГц, с центром на частоте 34 ГГц. Важно отметить, что электронные компоненты, управляющие этим процессом, работают на более низких частотах от 40 до 80 МГц, что позволяет упростить аппаратные требования к системе. Тем не менее, полученные радиолокационные изображения имеют гораздо более тонкое разрешение, вплоть до 1,3 см.
В тестах фотонный радар был способен различать небольшие объекты размером всего 3 x 4 см, в то время как они двигались на вращающейся пластине. В другом тесте ученые смогли с помощью радара обнаружить небольшой квадрокоптер, и даже увидели его вращающиеся пропеллеры.
Помимо обычного обнаружения объектов, для которого обычно используются радары, новый фотонный радар также может быть использован в качестве неинвазивного способа мониторинга показателей жизнедеятельности пациентов. Например, с его помощью можно считывать дыхание и частоту сердечных сокращений.
Устройство может быть довольно компактным. Ученые говорят, что технологию можно уместить на небольшом фотонном чипе, который можно будет встраивать в смартфоны и в другую потребительскую электронику. Так что, вполне возможно, ваш следующий смартфон будет оснащен полноценным радаром.
Исследование опубликовано в журнале Laser and Photonics Review.
