日本慶應義University大學和日本國立信息與通信技術研究所(NICT)的研究人員最近推出了一種基于稱為漏波相干層析成像技術的太赫茲波雷達的新設計。他們的論文發(fā)表在《自然電子》上，可以幫助解決現(xiàn)有波雷達的某些局限性。

在過去的幾年中，尤其是在智能和自動駕駛汽車的開發(fā)中，雷達(尤其是毫米波雷達)的使用已大大增加。雷達的距離和角分辨率通常分別受其帶寬和波長限制。

太赫茲波具有比毫米波更高的頻率和更短的波長，從而可以開發(fā)出占地面積更小，分辨率更高的雷達系統(tǒng)。但是，隨著波長變短，由波衍射引起的衰減迅速增加。

補償這種衰減的一種方法是在形成定向波束的同時發(fā)射波。盡管半導體技術的最新進展使得能夠創(chuàng)建太赫茲振蕩器，乘法器和接收器，但仍然缺少適合于生產用于光束轉向的太赫茲移相器和用于輸入/輸出隔離的環(huán)行器的低損耗材料。這最終阻止了雷達系統(tǒng)在太赫茲范圍內的發(fā)展。

“為避免這個問題，我們提出了一種新穎的方法來構建太赫茲雷達系統(tǒng)，而無需使用移相器和環(huán)行器，”負責這項最新研究的研究人員之一Yasuaki Monnai告訴TechXplore。“在我們最近的研究中，我們提出了一種多功能波導，它可以在一個封裝中實現(xiàn)雷達系統(tǒng)。”作為行波天線的一種的漏波天線(LWA)可以沿隨頻率變化的方向發(fā)射波束。Monnai和他的同事們提出了一種重新設計漏波天線的方法，該方法結合了兩個對稱性。一種是來自中心饋送波導的激發(fā)模式，另一種是泄漏波的定向耦合。

他們發(fā)現(xiàn)，以這種方式集成太赫茲雷達系統(tǒng)可以同時進行波束控制和零差檢測過程。因此，它們的設計可用于創(chuàng)建緊湊而高分辨率的太赫茲波雷達，無需使用移相器，循環(huán)器，透鏡或機械掃描儀即可檢測方向和范圍。

“我們提出的配置允許最初從波導一側發(fā)射的目標的反向散射被另一側捕獲。捕獲的波可以與傳播到另一側的參考波混合以進行檢測。 ”，莫奈解釋道。“在這種硬件之上，我們通過處理通過掃頻獲得的數據來提取目標的方向，距離和速度。我們的方法為實現(xiàn)集成式太赫茲雷達系統(tǒng)鋪平了道路，與毫米波雷達相比，其占地面積和分辨率更高，波雷達。”

研究人員已經根據他們的設計創(chuàng)建了概念證明，并表明這種雷達可用于收集非接觸式心跳測量值，從而檢測人的胸部表面在其衣服上的位移。將來，他們開發(fā)的雷達可能具有廣泛的應用，例如在健康檢查過程中實現(xiàn)更輕松，更快和更衛(wèi)生的程序。

Monnai說：“我們在波導(硬件)優(yōu)化方面還有很多工作要做。”“與此同時，我們需要進行更多的研究與開發(fā)，以過濾信號中的干擾，例如由衣服產生的部分波反射和不相關的身體運動所引起的干擾。我們也在努力開發(fā)能夠檢測身心健康的技術通過分析大量數據集來滿足條件。”