Investigadores de la Universidad de Keio y el Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (NICT) en Japón han introducido recientemente un nuevo diseño para un radar de ondas de terahercios basado en una técnica conocida como tomografía de coherencia de ondas con fugas. Su papel publicado en Electrónica de la naturaleza , podría ayudar a resolver algunas de las limitaciones de los radares de ondas existentes.

El uso de radar, particularmente radar de ondas milimétricas, ha aumentado significativamente en los últimos años, particularmente en el desarrollo de vehículos inteligentes y autónomos. Las resoluciones angulares y de distancia del radar suelen estar limitadas por su ancho de banda y longitud de onda, respectivamente.

Ondas de terahercios, que tienen frecuencias más altas y longitudes de onda más cortas que las ondas milimétricas, permiten el desarrollo de sistemas de radar con una huella más pequeña y una resolución más alta. A medida que las longitudes de onda se acortan, sin embargo, la atenuación resultante de la difracción de ondas aumenta rápidamente.

Una forma de compensar esta atenuación es transmitiendo ondas mientras se forman haces direccionales. Si bien los avances recientes en la tecnología de semiconductores han permitido la creación de osciladores de terahercios, multiplicadores y receptores, Todavía faltan materiales de baja pérdida adecuados para producir desfasadores de terahercios para la dirección del haz y circuladores para el aislamiento de entrada / salida. En última instancia, esto evita el desarrollo de sistemas de radar con ondas en el rango de los terahercios.

"Para evitar este problema, se nos ocurrió un enfoque novedoso para construir un sistema de radar de terahercios sin usar cambiadores de fase ni circuladores, "Yasuaki Monnai, uno de los investigadores que dirigió el estudio reciente, dijo a TechXplore. "En nuestro estudio reciente, propusimos una guía de ondas multifuncional que implementa un sistema de radar en un solo paquete ".

Antenas de ondas con fugas (LWA), que son un tipo de antenas de ondas viajeras, puede lanzar un rayo en una dirección que cambia según la frecuencia. Monnai y sus colegas propusieron un enfoque para rediseñar las antenas de ondas con fugas de una manera que incorpore dos simetrías; uno en el modo excitado de la guía de ondas alimentada por el centro y uno en el acoplamiento direccional de la onda con fugas.

Descubrieron que la integración de un sistema de radar de terahercios de tal manera permite tanto la dirección del haz como los procesos de detección homodina a la vez. Por lo tanto, su diseño se puede utilizar para crear radares de ondas de terahercios compactos y de alta resolución que pueden detectar la dirección y el rango sin el uso de desfasadores. circuladores, lentes o escáneres mecánicos.

"La configuración que proponemos permite la retrodispersión de un objetivo, que se lanzó originalmente desde un lado de la guía de ondas, para ser capturado por el bando contrario. La onda capturada se puede mezclar con una onda de referencia que se propaga por el lado opuesto para su detección. "Explicó Monnai." Además de ese hardware, extraemos la dirección, distancia y velocidad de un objetivo mediante el procesamiento de los datos adquiridos mediante barrido de frecuencia. Nuestro enfoque allana el camino para la realización de sistemas de radar integrados de terahercios, logrando una huella significativamente más pequeña y una resolución más alta que los radares de ondas milimétricas ".

Los investigadores ya crearon una prueba de concepto basada en su diseño y demostraron que un radar de este tipo podría usarse para recopilar mediciones de los latidos del corazón sin contacto. detectar desplazamientos de la superficie del pecho de una persona a través de su ropa. En el futuro, el radar que desarrollaron podría tener una amplia variedad de aplicaciones, por ejemplo, facilitando más rápido, y procedimientos más higiénicos durante los controles médicos.

"Todavía tenemos mucho por hacer en la optimización de la guía de ondas (hardware), "Dijo Monnai." Al mismo tiempo, necesitamos investigación y desarrollo que se centren más en software para filtrar las perturbaciones en las señales, por ejemplo, causada por reflejos de ondas parciales de la ropa y movimientos corporales irrelevantes. También estamos tratando de desarrollar técnicas que puedan detectar condiciones de salud física y mental mediante el análisis de una gran cantidad de conjuntos de datos ".

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