低帶寬雷達技術：讓解析度不再受帶寬限制！

導讀

近日，以色列特拉維夫大學一項新研究發現，由光學相干斷層成像技術（OCT）啟發的一個方案，需要很少甚至為零的帶寬，就可以準確地創造出雷達周圍環境的高解析度圖。

背景

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

（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解析度，與設備使用的頻率範圍或者無線電帶寬相關。

創新

然而，以色列特拉維夫大學（TAU）一項新研究發現，由光學相干斷層成像技術（OCT）啟發的一個方案，需要很少甚至為零的帶寬，就可以準確地創造出雷達周圍環境的高解析度圖。

（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，它具有卓越的距離解析度，並且幾乎完全不受帶寬限制。這種新技術具有許多應用，特別是在汽車工業。值得注意的是，現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 教授聯合領導和開展了這項新研究。這篇文章發表在3月29日的《自然通信（Nature Communications）》期刊上。

技術

人們普遍相信，雷達解析度與使用的帶寬成正比，頻率範圍越寬，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頻信號的情況下實現相似的性能。

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」的雷達在發現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解析度和準確度，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、光學成像和天文學。如今，路上的車輛並不是很多都會使用雷達，所以對於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，並且每個雷達都需要佔用整個帶寬的時候，未來將會發生什麼情況？」

Kozlov 表示：「我們將發現我們自己處於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，而不會產生任何衝突。」

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領域的影響。我們想要將這項技術應用到之前未開發的領域，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後。」

關鍵字

雷達、測繪、無線電

參考資料

【1】https://www.aftau.org/news-page-computers--technology?&storyid4702=2443&ncs4702=3

【2】http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-09380-x

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