太赫兹波雷达新设计 有望开发优于现有毫米波的雷达系统

据外媒报道，日本庆应义塾大学（Keio University）与日本信息通信研究机构（NICT）的研究人员开发了新的太赫兹波雷达设计。该设计基于漏波相干层析成像技术，可能有助于解决现有波雷达的一些局限性。

（图片来源：techxplore.com）

过去几年里，随着智能和自动驾驶汽车的发展，雷达，尤其是毫米波雷达的应用显著增加。通常，雷达的距离分辨率和角分辨率通常会受到自身带宽和波长的限制。

与毫米波相比，太赫兹波频率更高，波长更短，有助于开发外型更小、分辨率更高的雷达系统。然而，随着波长变短，波衍射引起的衰减会迅速增加。

补偿这种衰减的方法之一是在形成定向波束的同时发射波。尽管半导体技术的新发展已经使太赫兹振荡器、乘法器和接收器的发明成为可能，但仍然缺少合适的低耗材料，生产用于波束控制的太赫兹移相器，以及用于输入/输出隔离的循环器。这最终阻碍了太赫兹波段雷达系统的发展。

研究负责人之一Yasuaki Monnai表示，“为了解决这一问题，我们想出了一个新方法，在不使用移相器和环行器的情况下，构建太赫兹雷达系统。我们提出了一种多功能波导，可以在封装中实现雷达系统。”

漏波天线（LWA）是一种行进波天线，可以沿随频率变化的方向发射波束。Monnai及其同事提出了重新设计漏波天线的方法，结合了两种对称性，一种是中心馈送波导激发模式，另一种是漏波定向耦合。

以此种方式集成太赫兹雷达系统，可以同时实现波束控制和零差探测。因此，该设计可以用于创建紧凑的高分辨率太赫兹波雷达，无需使用移相器、环行器、透镜或机械扫描仪就可检测方向和范围。

Monnai 解释道，“我们提出的配置允许最初从波导的一侧发射出来的物体反向散射被另一侧被捕获。捕获的波可以与传播到另一侧的参考波混合以进行检测。基于此种硬件，我们通过处理扫频获得的数据，提取目标的方向、距离和速度。我们的方法为实现集成式太赫兹雷达系统铺平了道。”