受光學相干斷層成像啟發(fā)的低帶寬雷達技術

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

近日，以色列特拉維夫大學一項新研究發(fā)現(xiàn)，由光學相干斷層成像技術（OCT）啟發(fā)的一個方案，需要很少甚至為零的帶寬，就可以準確地創(chuàng)造出雷達周圍環(huán)境的高分辨率圖。

背景

雷達技術一開始是被設計用于識別和追蹤空中的軍事目標。如今，這項技術更常用于檢測機動車輛、天氣形成和地質(zhì)地形。

（圖片來源：維基百科）

迄今為止，科學家們相信雷達的準確度和分辨率，與設備使用的頻率范圍或者無線電帶寬相關。

創(chuàng)新

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

（圖片來源：參考資料【2】）

特拉維夫大學電氣工程學院教授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?。這種新技術具有許多應用，特別是在汽車工業(yè)。值得注意的是，現(xiàn)有的設施支持我們的新方案，這意味著這個方案幾乎可以立即實施。

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

技術

人們普遍相信，雷達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，特拉維夫大學的研究人員們展示了低帶寬的雷達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”的雷達在發(fā)現(xiàn)目標方面與實驗條件下的標準“相干”雷達一樣有效。

部分相干雷達的運作示意圖（圖片來源：參考資料【2】）

價值

Kozlov 表示：“我們構想提供了在需要高距離分辨率和準確度，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)、光學成像和天文學。如今，路上的車輛并不是很多都會使用雷達，所以對于分配的頻率來說沒有競爭。但是，當每輛汽車都裝備一個雷達，并且每個雷達都需要占用整個帶寬的時候，未來將會發(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，而不會產(chǎn)生任何沖突?！?/p>

Ginzburg 教授總結道：“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對傳統(tǒng)領域的影響。我們想要將這項技術應用到之前未開發(fā)的領域，例如救援行動，感測掩埋在廢墟中的個體；或者街道測繪，辨別兒童準備過馬路時是否有汽車藏在他身后?！?/p>