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近日，南開大學(xue)攜手(shou)香港城市大學(xue)，成功研制出(chu)薄膜鈮酸鋰光(guang)子毫米波(bo)雷達芯片，在毫米波(bo)雷達領域取得(de)重大突破(po)。這(zhe)一創新成果，為(wei)未來(lai)6G通信(xin)、智能駕(jia)駛、精準感知等前沿領域的應用奠(dian)定(ding)了堅(jian)實基(ji)礎。
光子毫(hao)米波(bo)雷達(da)芯片車載雷達(da)應(ying)用(yong)
研究(jiu)團隊成(cheng)員、南開大學(xue)教授朱廈(sha)說，該芯片基于(yu)兼容CMOS工藝的4英寸(cun)薄膜鈮(ni)酸鋰平臺設計，實現(xian)了厘米(mi)級距離(li)與速度探測分辨(bian)(bian)率(lv)，并在逆合成(cheng)孔(kong)徑雷(lei)(lei)(lei)達(da)(ISAR)二維成(cheng)像方面展(zhan)現(xian)出卓越的精(jing)度，該成(cheng)果(guo)1月27日發表在《自(zi)然·光子(zi)(zi)學(xue)》雜(za)志上。這一創新(xin)成(cheng)果(guo)有效突破了傳(chuan)統電子(zi)(zi)雷(lei)(lei)(lei)達(da)在低頻段窄帶(dai)寬上的技術瓶頸，推動集成(cheng)光子(zi)(zi)毫米(mi)波(bo)雷(lei)(lei)(lei)達(da)系統在分辨(bian)(bian)率(lv)、靈(ling)活性、適(shi)用性和集成(cheng)度方面邁上新(xin)臺階。
微(wei)(wei)波(bo)光子(zi)(zi)(zi)學(xue)應用(yong)廣泛，包括通信、雷(lei)達、電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)戰等(deng)。而微(wei)(wei)波(bo)光子(zi)(zi)(zi)雷(lei)達作為(wei)該技(ji)術(shu)的(de)(de)延伸，打破了傳統電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)雷(lei)達在頻率和帶寬間的(de)(de)權衡。薄(bo)膜鈮酸鋰材料(liao)因其獨(du)特性質，成為(wei)實(shi)現(xian)高性能(neng)(neng)電(dian)(dian)光調制的(de)(de)理想選擇。通過結合先(xian)進的(de)(de)光子(zi)(zi)(zi)集成材料(liao)與工藝，微(wei)(wei)波(bo)光子(zi)(zi)(zi)雷(lei)達有望(wang)在未來(lai)實(shi)現(xian)更(geng)高頻率、更(geng)大帶寬和更(geng)小尺寸的(de)(de)發展，為(wei)車載(zai)雷(lei)達、機載(zai)雷(lei)達和智能(neng)(neng)家居等(deng)領(ling)域帶來(lai)變革。
薄膜鈮酸鋰光子毫米波雷達架構及(ji)芯片(pian)
研究團(tuan)隊通過優化制(zhi)備技術，成功(gong)在單一芯(xin)片上集成了倍(bei)頻模塊(kuai)和(he)回波(bo)去斜模塊(kuai)，完成了高(gao)效的毫米(mi)波(bo)雷(lei)達(da)信號產生、處理和(he)接收。為了驗證雷(lei)達(da)的性能，團(tuan)隊進行了一系列實驗，包(bao)括測(ce)距(ju)、測(ce)速(su)和(he)逆合(he)成孔徑(jing)成像測(ce)試。結果顯示(shi)，該雷(lei)達(da)能夠精準(zhun)探(tan)測(ce)距(ju)離和(he)速(su)度，并對(dui)不同(tong)目標進行高(gao)清(qing)晰度的成像。
朱廈(sha)表示，該成(cheng)果不僅(jin)提升了(le)現有微(wei)波光子(zi)雷(lei)達的(de)性能，還為未來(lai)高性能、小型化光子(zi)雷(lei)達系(xi)統的(de)發展樹立了(le)新標(biao)桿。在即(ji)將到來(lai)的(de)6G時代(dai)，這(zhe)項技(ji)術有望在多個(ge)領域引發重大(da)變革，標(biao)志(zhi)著微(wei)波光子(zi)雷(lei)達技(ji)術發展的(de)重要里程碑(bei)。
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