《電子技術(shù)應(yīng)用》
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受光學(xué)相干斷層成像啟發(fā)的低帶寬雷達(dá)技術(shù)

2019-04-19
關(guān)鍵詞: 無線電 測繪 雷達(dá)

  近日,以色列特拉維夫大學(xué)一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),由光學(xué)相干斷層成像技術(shù)(OCT)啟發(fā)的一個(gè)方案,需要很少甚至為零的帶寬,就可以準(zhǔn)確地創(chuàng)造出雷達(dá)周圍環(huán)境的高分辨率圖。

  背景

  雷達(dá)技術(shù)一開始是被設(shè)計(jì)用于識(shí)別和追蹤空中的軍事目標(biāo)。如今,這項(xiàng)技術(shù)更常用于檢測機(jī)動(dòng)車輛、天氣形成和地質(zhì)地形。

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 ?。▓D片來源:維基百科)

  迄今為止,科學(xué)家們相信雷達(dá)的準(zhǔn)確度和分辨率,與設(shè)備使用的頻率范圍或者無線電帶寬相關(guān)。

  創(chuàng)新

  然而,以色列特拉維夫大學(xué)(TAU)一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),由光學(xué)相干斷層成像技術(shù)(OCT)啟發(fā)的一個(gè)方案,需要很少甚至為零的帶寬,就可以準(zhǔn)確地創(chuàng)造出雷達(dá)周圍環(huán)境的高分辨率圖。

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 ?。▓D片來源:參考資料【2】)

  特拉維夫大學(xué)電氣工程學(xué)院教授Pavel Ginzburg 表示:“我們展示了一種不同類型的測距系統(tǒng),它具有卓越的距離分辨率,并且?guī)缀跬耆皇軒捪拗啤_@種新技術(shù)具有許多應(yīng)用,特別是在汽車工業(yè)。值得注意的是,現(xiàn)有的設(shè)施支持我們的新方案,這意味著這個(gè)方案幾乎可以立即實(shí)施。

  特拉維夫大學(xué)電氣工程學(xué)院的Ginzburg 教授、Vitali Kozlov 教授、Rony Komissarov 教授、Dmitry Filonov 教授聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)和開展了這項(xiàng)新研究。這篇文章發(fā)表在3月29日的《自然通信(Nature Communications)》期刊上。

  技術(shù)

  人們普遍相信,雷達(dá)分辨率與使用的帶寬成正比,頻率范圍越寬,檢測到的物體就越精確。但是,特拉維夫大學(xué)的研究人員們展示了低帶寬的雷達(dá)能利用電磁波的相干特性,在較低成本以及沒有寬帶信號的情況下實(shí)現(xiàn)相似的性能。

  如果兩種波源具有固定的相位差異、相同的頻率和相同的波形,則它們就是完全相干的。這種新型“部分相干”的雷達(dá)在發(fā)現(xiàn)目標(biāo)方面與實(shí)驗(yàn)條件下的標(biāo)準(zhǔn)“相干”雷達(dá)一樣有效。

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  部分相干雷達(dá)的運(yùn)作示意圖(圖片來源:參考資料【2】)

  價(jià)值

  Kozlov 表示:“我們構(gòu)想提供了在需要高距離分辨率和準(zhǔn)確度,但是帶寬受限的情況下的解決方案,例如無人駕駛汽車工業(yè)、光學(xué)成像和天文學(xué)。如今,路上的車輛并不是很多都會(huì)使用雷達(dá),所以對于分配的頻率來說沒有競爭。但是,當(dāng)每輛汽車都裝備一個(gè)雷達(dá),并且每個(gè)雷達(dá)都需要占用整個(gè)帶寬的時(shí)候,未來將會(huì)發(fā)生什么情況?”

  Kozlov 表示:“我們將發(fā)現(xiàn)我們自己處于一種無線電交通堵塞中。我們的解決方案使得駕駛員能夠分享可用帶寬,而不會(huì)產(chǎn)生任何沖突?!?/p>

  Ginzburg 教授總結(jié)道:“我們的演示只是一系列射頻探測器的新方案中的第一步,這些射頻探測器將探索低帶寬雷達(dá)對傳統(tǒng)領(lǐng)域的影響。我們想要將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到之前未開發(fā)的領(lǐng)域,例如救援行動(dòng),感測掩埋在廢墟中的個(gè)體;或者街道測繪,辨別兒童準(zhǔn)備過馬路時(shí)是否有汽車藏在他身后?!?/p>


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