רדאר על שבב יכול להוביל לשינוי בעולם התקשורת והחישה

This post is also available in: English (אנגלית)

רדאר בגלי מילימטר צפוי להפוך לרכיב מרכזי בדור הבא של תקשורת. ככל שמערכות 6G מתקדמות לכיוון ארכיטקטורה המאחדת קישוריות וחישה, מודולי רדאר נדרשים לספק רזולוציה גבוהה יותר, עיבוד מהיר יותר וטביעת רגל קטנה בהרבה מזו של מערכות אלקטרוניות הקיימות כיום. פריצת דרך חדשה של חוקרים מאוניברסיטת העיר הונג קונג מציעה פתרון באמצעות שבב רדאר פוטוני משולב, אשר קטן יותר ממטבע.

על פי דיווח של TechXplore, רדאר אלקטרוני סטנדרטי בגלי מילימטר סובל ממגבלה מובנית: ככל שהתדר עולה, קשה יותר לשמור על רוחב פס רחב ועל דיוק גבוה ללא שימוש ברכיבים גדולים ובזוללי אנרגיה. הגישה החדשה משנה את נקודת המבט בכך שמייצרת ומעבדת את אותות הרדאר כאותות אופטיים. מערכות פוטוניות תומכות באופן טבעי ברוחבי פס גדולים, מה שהופך אותן מתאימות במיוחד לזיהוי מרחק ומהירות ברזולוציה גבוהה.

צוות המחקר הדגים את הרדאר הפוטוני המשולב הראשון המסוגל לפעול בתחום תדרי V (סביב 45 גיגה־הרץ) עם רוחב פס של 10 גיגה־הרץ, שזה מספיק כדי לאפשר הדמיה מפורטת בשיטות כמו ISAR (רדאר מפתח צמצם הפוך). גם יצירת האות וגם עיבוד ההד מתבצעים על גבי שבב יחיד עשוי ליתיום ניאובייט דק־שכבתי, ובכך מבטלים את הצורך בממירי DAC ו־ADC מהירים, היקרים ובעלי נפח גדול.

באמצעות שילוב היכולות הללו על גבי פלטפורמה פוטונית, המערכת מצמצמת את המורכבות ומשפרת את הדיוק. העיצוב ניתן לייצור על פרוסות סטנדרטיות בקוטר 10 ס"מ, מה שמאפשר עלות נמוכה ליחידה וייצור בקנה מידה גדול. גורמים אלו חשובים לקראת פיזור רחב בתחומים אזרחיים, תעשייתיים וביטחוניים.

בפועל, מערכות רדאר־על־שבב כאלו עשויות להפוך לשכבת חישה מרכזית ברשתות 6G עתידיות. מכשירים המצוידים בטכנולוגיה זו יוכלו ליהנות מהבנת סביבה בזמן אמת עבור ניווט בתוך מבנים, נהיגה אוטונומית, מעקב אחר נכסים וניטור בריאות. עבור מגזרי הביטחון וביטחון־הפנים, רדארים קומפקטיים ברזולוציה גבוהה פותחים דלת ליכולות חדשות בהגנת היקף, מערכות בלתי מאוישות וחישה עירונית, במיוחד בפלטפורמות שבהן הגודל מוגבל.

ככל שחישה ותקשורת מתאחדות בדור הבא של רשתות, רדארים פוטוניים משולבים מציעים מסלול למערכות קטנות, מדויקות ויעילות יותר אנרגטית. פריצת הדרך הזו ממחישה כיצד מכשירי העתיד עשויים להסתמך על ארכיטקטורות אופטיות במקום אלקטרוניות עך מנת להבין טוב יותר את סביבתם ולהגיב אליה בדיוק גבוה.

המחקר פורסם כאן.