Узкополосная радиолокация обеспечивает более эффективное обнаружение объектов
Радиолокационные технологии были первоначально разработаны, чтобы обеспечить военных возможностью обнаружения, идентификации и отслеживания воздушных целей. Сегодня они чаще используются для обнаружения транспортных средств, мониторинга погодных явлений и выявления геологических особенностей рельефа местности.
До настоящего времени ученые считали, что точность и разрешение радара связаны с диапазоном или шириной полосы радиочастот, используемых устройствами. Однако новое исследование Тель-Авивского университета показало, что подход, основанный на оптической когерентной томографии (OКT), практически не требует полосы пропускания для создания картографического изображения в высоком разрешении местности, окружающей радиолокационную станцию.
«Разработчики продемонстрировали другой тип системы измерения дальности, которая обладает превосходным разрешением по дальности и практически полностью независима от ограничений по полосе пропускания, — говорит профессор Павел Гинзбург из Школы электротехники, один из ведущих авторов исследования. — Эта новая технология имеет широкие перспективы применения, особенно в автомобильной промышленности. Стоит отметить, что существующие производственные мощности имеют все необходимое для применения нового подхода, и это означает, что внедрение технологии можно начать практически незамедлительно».
Новое исследование было проведено совместно профессорами Гинзбургом, Виталием Козловым, Рони Комиссаровым и Дмитрием Филоновым из Школы электротехники. Отчет был опубликован 29 марта в издании Nature Communications.
Ранее считалось, что разрешение радара пропорционально используемой ширине полосы — чем шире диапазон частот, тем точнее обнаружение объектов. Но исследователи университета Тель-Авива продемонстрировали, что радары с низкой пропускной способностью могут достигать аналогичных рабочих характеристик при более низкой стоимости и без широкополосных сигналов, используя свойство когерентности электромагнитных волн.
Два источника волн являются совершенно когерентными, если они имеют постоянный сдвиг по фазе, одинаковую частоту и одинаковую форму волны. Новый «частично когерентный» радар в экспериментальных ситуациях столь же эффективен при распознании целей, как и стандартный «когерентный» радар.
«Наша концепция предлагает решения в ситуациях, требующих высокого разрешения и точности, но при этом доступная пропускная способность ограничена, например, в беспилотных автомобилях, при построении оптических изображений и в астрономии, — объясняет Козлов. — Не многие автомобили на дорогах сегодня используют радары, поэтому нет конкуренции за выделенные частоты. Но что произойдет в будущем, когда каждый автомобиль будет оснащен радаром, и каждое устройство будет требовать всю полосу пропускания?»
«Люди могут оказаться в некой пробке радио-трафика. Новые решения позволяют водителям без каких-либо конфликтов совместно использовать доступную пропускную способность», — говорит Козлов.
«Наша презентация — это только первый шаг в демонстрации серии новых подходов к радиочастотным детекторам, позволяющий исследовать влияние радаров с низкой пропускной способностью на традиционные поля, — заключает профессор Гинзбург. — Мы намерены применить эту технологию в новых областях, например, в спасательных операциях, для определения наличия людей под завалами разрушенного здания или для отображения обстановки на улице, к примеру, чтобы определить, собирается ли ребенок перейти улицу за автобусом, который его скрывает».
04.04.2019 12:55
