據(jù)外媒報(bào)道,日本慶應(yīng)義塾大學(xué)(Keio University)與日本信息通信研究機(jī)構(gòu)(NICT)的研究人員開(kāi)發(fā)了新的太赫茲波雷達(dá)設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)基于漏波相干層析成像技術(shù),可能有助于解決現(xiàn)有波雷達(dá)的一些局限性。
(圖片來(lái)源:techxplore.com)
過(guò)去幾年里,隨著智能和自動(dòng)駕駛汽車(chē)的發(fā)展,雷達(dá),尤其是毫米波雷達(dá)的應(yīng)用顯著增加。通常,雷達(dá)的距離分辨率和角分辨率通常會(huì)受到自身帶寬和波長(zhǎng)的限制。
與毫米波相比,太赫茲波頻率更高,波長(zhǎng)更短,有助于開(kāi)發(fā)外型更小、分辨率更高的雷達(dá)系統(tǒng)。然而,隨著波長(zhǎng)變短,波衍射引起的衰減會(huì)迅速增加。
補(bǔ)償這種衰減的方法之一是在形成定向波束的同時(shí)發(fā)射波。盡管半導(dǎo)體技術(shù)的新發(fā)展已經(jīng)使太赫茲振蕩器、乘法器和接收器的發(fā)明成為可能,但仍然缺少合適的低耗材料,生產(chǎn)用于波束控制的太赫茲移相器,以及用于輸入/輸出隔離的循環(huán)器。這最終阻礙了太赫茲波段雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展。
研究負(fù)責(zé)人之一Yasuaki Monnai表示,“為了解決這一問(wèn)題,我們想出了一個(gè)新方法,在不使用移相器和環(huán)行器的情況下,構(gòu)建太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)。我們提出了一種多功能波導(dǎo),可以在封裝中實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)。”
漏波天線(LWA)是一種行進(jìn)波天線,可以沿隨頻率變化的方向發(fā)射波束。Monnai及其同事提出了重新設(shè)計(jì)漏波天線的方法,結(jié)合了兩種對(duì)稱性,一種是中心饋送波導(dǎo)激發(fā)模式,另一種是漏波定向耦合。
以此種方式集成太赫茲雷達(dá)系統(tǒng),可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)波束控制和零差探測(cè)。因此,該設(shè)計(jì)可以用于創(chuàng)建緊湊的高分辨率太赫茲波雷達(dá),無(wú)需使用移相器、環(huán)行器、透鏡或機(jī)械掃描儀就可檢測(cè)方向和范圍。
Monnai 解釋道,“我們提出的配置允許最初從波導(dǎo)的一側(cè)發(fā)射出來(lái)的物體反向散射被另一側(cè)被捕獲。捕獲的波可以與傳播到另一側(cè)的參考波混合以進(jìn)行檢測(cè)?;诖朔N硬件,我們通過(guò)處理掃頻獲得的數(shù)據(jù),提取目標(biāo)的方向、距離和速度。我們的方法為實(shí)現(xiàn)集成式太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)鋪平了道。”