Biztonságosabb autózást ígér a radar-chip

Először sikerült egyetlen szilícium chipre préselni egy teljes radarrendszer összes funkcióját. A miniatűr rendszert a Caltech kutatói alkották meg, akiknek sikerült szilíciumból elkészíteniük az összes érzékelő és kommunikációs alkatrészt.

Chipjük képes a sugárzásra, a vételre és a magas frekvenciájú mikrohullámok irányítására. "Egészen mostanáig a radar egy rendkívül költséges monstrum volt" - mondta Ian Gresham, lowelli M/A-Com gépjármű-radar mérnöke. Gresham szerint a radar-chip az jelenti, hogy ezentúl a drága extraként kapott parkolást segítő tolatóradar és az akadályokat észlelő érzékelők - melyek a rossz látási viszonyok között autózók számára adtak nagyobb biztonságot -, akár alapfelszerelésként is megjelenhetnek az autókban, mivel a költségek az új technikával több ezer dollárról néhány százra csökkentek.


Ha kommunikációs eszközökben használják, a vezeték nélküli hálózatok esetében a chip lehetővé teszi az alacsonyabb energiafogyasztást és a nagyobb sávszélességet . "A radar és a kommunikáció mögött meghúzódó alapvető építőelemek lényegében megegyeznek" - magyarázta. Mindkettőnek szüksége van elektromágneses hullámok küldésére és fogadására, majd e hullámok elektromos jelekké való alakítására. A radar számára a jeleket irányítani kell, hogy amint egy objektumot észlel, annak méretét és helyét is meg tudja állapítani.

Hagyományosan a mikrohullámú adó-vevőt mechanikusan irányítják, azonban a mozgó részektől való függés nehézkéssé és megbízhatatlanná teszi ezeket a rendszereket, a méretekről nem is szólva. Nemrégiben olyan elektronikusan irányított rendszereket fejlesztettek ki, ami antennák sorozatából áll, melyek mindegyike egy különálló mikrohullámú jelet állít elő. Az antennákat úgy rendezték el, hogy jeleik összessége egy sugarat hozzon létre. A sugár szöge az alkotójelek viszonylagos fázisától függ, és mivel minden jel fázisát egyenként lehet állítani, így nincs szükség mozgó részekre. Ezek a rendszerek sokkal pontosabbak és megbízhatóbbak, mint mechanikus társaik.


"Azonban mi valami egészen kicsit szerettünk volna" - nyilatkozta Ali Hajmiri, az intézet egyik villamosmérnöke. "Teljesen új alkotóelemekkel és architektúrával álltunk elő, ami lehetővé tette, hogy mindent szilíciumból készíthessünk." Erre az egyik példa az elektromos adó-vevőkben gyakori fáziseltoló oszcillátorra való lecserélése. Egy fáziseltoló olyan alkotó elemek sorából áll, melyek egy fogadott jelből fáziskülönbséget állítanak elő, majd kivezetik azt. Az oszcillátor azonban programozható úgy is, hogy közvetlenül állítsa elő a megfelelő fáziseltolással rendelkező jelet, és nem utolsó sorban fotólitográfiával egy chipen is legyártható.

"A lényeg, hogy így szilícium alapúvá tettük" - mondta Gresham, aki szerint mindezt a szilicíumtechnika terén az elmúlt évtizedekben végbement hatalmas ugrás tette lehetővé. Most már egészen magas mikrohullámú frekvenciák érhetők el a szilíciummal, ezért a radarchip 24 gigahertzet állít elő, ami nagyságrendekkel magasabb, mint az Intel legújabb processzora. Mindazonáltal Gresham figyelmeztet, hogy mielőtt a gépjárművek és a számítógéphálózatok használatba vehetnék a parányi radar rendszert még mindig akadnak leküzdésre váró szabályozási és technikai nehézségek. A hírközlési hivatalok szigorúan korlátozzák a spektrum mely intervallumai milyen kommunikációs típushoz köthetők le.