حقق باحثون من جامعة مدينة هونغ كونغ (CityUHK) تقدمًا حقيقيًا من خلال دمج رادار ضوئي بموجة ملليمترية في شريحة. الجهاز صغير الحجم ويوفر دقة عالية غير مسبوقة.

تم وصف التطور في المجلة الضوئيات الطبيعة. ويمثل هذا إنجازًا هامًا نحو إنشاء شبكات اتصالات واستشعار متكاملة باستخدام تقنيات الجيل السادس (6G) الأكثر تقدمًا.

رادارات الموجات المليمترية والتكامل الضوئي

وفي عصر الجيل السادس القادم، تتمتع رادارات الموجات المليمترية بمستقبل عظيم، حيث ستكون قادرة على مسح المساحة المحيطة بدقة عالية، وسيتم دمجها مباشرة في الأدوات. تقتصر تقنيات الرادار التقليدية على المفاضلة بين التردد وعرض النطاق الترددي، وهنا تمكن الفريق من إيجاد حل ثوري.

في تصميمها، يتم إنشاء إشارات الرادار ومعالجتها في شكل بصري، مما يسمح بعرض النطاق الترددي الواسع الذي تتميز به الأنظمة الضوئية. بفضل استخدام تقنيات الضوئيات المتكاملة المتقدمة، تم تقليل النظام الرئيسي إلى أصغر من عملة معدنية.

يقول البروفيسور تشينغ وانغ من قسم الهندسة الكهربائية: “يُظهر عملنا أول رادار ضوئي متكامل قادر على العمل في الموجة المليمترية ويتمتع بأعلى دقة من أي شريحة من هذا القبيل حتى الآن. وهذا معلم مهم في تطوير الرادار الضوئي”. CityUHK، الذي قاد الدراسة.

التفاصيل الفنية والإمكانات التجارية

يعمل النظام في الموجات المليمترية ذات النطاق V (التردد المركزي 45 جيجا هرتز) مع عرض نطاق يبلغ 10 جيجا هرتز. يوفر الرادار التجميعي للفتحة العكسية دقة استثنائية في النطاق والسرعة والتصوير الراداري. يكمن التقدم في حقيقة أن المولد وجهاز الاستقبال الذي يعالج الإشارات المنعكسة تم وضعهما على شريحة واحدة، مما جعل المحولات الرقمية إلى التناظرية والتناظرية عالية السرعة باهظة الثمن غير ضرورية. أصبح التكامل ممكنًا بفضل منصة مبتكرة تعتمد على نيوبات الليثيوم ذات الأغشية الرقيقة، والتي عملت CityUHK على تحسينها لسنوات عديدة.

لا تقتصر إنجازات علماء هونج كونج على الخصائص التقنية المتميزة للمنتج الجديد. قاموا ببناء نموذج أولي واختباره، وقياس شكل الألعاب وحجمها، وكذلك المسافات بينها؛ وفي تجربة منفصلة، ​​تم تقييم سرعة حركة سيارة لعبة. الشيء الأكثر أهمية هو أن التنفيذ العملي للتكنولوجيا أظهر ملاءمتها للإنتاج الضخم على رقائق بحجم أربع بوصات.

واختتم وانغ كلامه قائلاً: “لن تتطلب شبكات 6G القادمة زيادة في سرعات نقل البيانات فحسب، بل ستتطلب أيضًا القدرة على استشعار البيئة بدقة عالية. ويوفر حلنا دقة عالية ووعيًا ظرفيًا في الوقت الفعلي، مما يفتح فرصًا جديدة لأنظمة المراقبة الداخلية والقيادة الآلية ومراقبة العلامات الحيوية”.