Najmniejszy radar świata

Silicon-based ultra-compact cost-efficient system design for mm-wave

Finansowani z unijnych funduszy europejscy naukowcy zmieścili technologię radarową w niedrogim chipie wielkości paznokcia. Nowe rozwiązanie znajdzie zastosowanie w aplikacjach związanych z sensoryką ruchu i odległości w takich sektorach, jak: motoryzacja, urządzenia mobilne czy robotyka.

Powstałe w ramach projektu 'Success' (Silicon-based ultra-compact cost-efficient system design for mm-wave sensors) urządzenie jest najbardziej kompletnym układem 'system-on-chip' (SoC) dla radarów działających z częstotliwością powyżej 100 gigaherców.

„O ile wiem, to jest najmniejszy na świecie kompletny radar." – stwierdził Christoph Scheytt z IHP we Frankfurcie.

Chip jest kwadratem o boku długości 8 milimetrów. Powstał w ramach trzyletniego projektu badawczego, realizowanego przez dziewięć europejskich instytucji.

Działający z częstotliwością 120 gigaherców chip wykorzystuje czas przebiegu fali do obliczenia odległości obiektu znajdującego się do trzech metrów z dokładnością poniżej jednego milimetra. Jest on też w stanie wykrywać obiekty ruchome i obliczać ich prędkość dzięki efektowi dopplera.

Nowa technologia jest wyjątkowo tania; koszt produkcji pojedynczego chipu, to około jednego euro.

Nowe rozwiązanie ma szanse zastąpić czujniki ultradźwiękowe w takich aplikacjach, jak: samochodowe systemy wykrywania pieszych, automatyczne sterowanie drzwiami, pomiar wibracji i odległości w maszynach, telefony komórkowe czy robotyka

Jednym z kluczowych zagadnień do rozwiązania było zintegrowanie z chipem niezawodnej miniaturowej anteny.

„W tym obszarze rozmiar ma ogromne znaczenie." – stwierdził Scheytt. „Główną motywacją dla korzystania z wysokich częstotliwości jest mniejszy rozmiar anteny." – dodał.

Podczas gdy antena radiowa ma około metra długości, a WiFi około 10 centymetrów długości, anteny dla częstotliwości rzędu setek gigaherców mierzą zaledwie kilka milimetrów.

Z drugiej jednak strony, wysokie częstotliwości, to większe promieniowanie elektromagnetyczne i tłumienie.

Naukowcy rozwiązali ten problem dzięki nowatorskiej technice zintegrowania anteny oraz użyciu dla niej poliamidowego podłoża.

„Uczestnicy projektu przetestowali wiele różnych podłoży dla anteny, by wybrać to, które zapewni najmniejsze straty." – stwierdził Scheytt . „Sama antena jest płaska i zainstalowana na górze chipu. Dzięki temu, cały system jest znacznie mniejszy." – dodał.

(lk)