南開大學(xué)與香港城市大學(xué)合作研究取得突破性進(jìn)展，近日成功研發(fā)出一款基于薄膜鈮酸鋰材料的光子毫米波雷達(dá)芯片。這一創(chuàng)新成果在毫米波雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域樹立了新的里程碑，為6G通信、智能駕駛以及精準(zhǔn)感知等前沿領(lǐng)域的應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。
據(jù)了解，這款芯片采用了與CMOS工藝兼容的4英寸薄膜鈮酸鋰平臺(tái)設(shè)計(jì)，不僅在厘米級(jí)距離與速度探測(cè)上實(shí)現(xiàn)了高分辨率，還在逆合成孔徑雷達(dá)（ISAR）二維成像方面展現(xiàn)出卓越的精確度。該研究成果已于1月27日在國(guó)際權(quán)威期刊《自然·光子學(xué)》上發(fā)表。
南開大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成員朱廈教授指出，該芯片有效突破了傳統(tǒng)電子雷達(dá)在低頻段窄帶寬上的技術(shù)局限，推動(dòng)了集成光子毫米波雷達(dá)系統(tǒng)在分辨率、靈活性、適用性和集成度方面的全面提升。這一創(chuàng)新不僅提升了雷達(dá)系統(tǒng)的性能，更為未來光子雷達(dá)系統(tǒng)的小型化、高性能化發(fā)展指明了方向。
微波光子學(xué)作為通信、雷達(dá)、電子戰(zhàn)等領(lǐng)域的重要技術(shù)，其延伸應(yīng)用——微波光子雷達(dá)，打破了傳統(tǒng)電子雷達(dá)在頻率和帶寬間的權(quán)衡。薄膜鈮酸鋰材料因其獨(dú)特的電光調(diào)制性能，成為實(shí)現(xiàn)高性能微波光子雷達(dá)的理想選擇。通過結(jié)合先進(jìn)的光子集成材料與工藝，微波光子雷達(dá)有望在未來實(shí)現(xiàn)更高頻率、更大帶寬和更小尺寸的發(fā)展。
在研究過程中，團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化制備技術(shù)，成功在單一芯片上集成了倍頻模塊和回波去斜模塊，實(shí)現(xiàn)了高效的毫米波雷達(dá)信號(hào)產(chǎn)生、處理和接收。為了驗(yàn)證雷達(dá)的性能，團(tuán)隊(duì)開展了多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，包括測(cè)距、測(cè)速和逆合成孔徑成像測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該雷達(dá)能夠精確探測(cè)目標(biāo)距離和速度，并對(duì)不同目標(biāo)進(jìn)行高清晰度的成像。
朱廈教授表示，該研究成果不僅標(biāo)志著微波光子雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的重要里程碑，更為未來高性能、小型化光子雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展樹立了新的標(biāo)桿。在即將到來的6G時(shí)代，這項(xiàng)技術(shù)有望在多個(gè)領(lǐng)域引發(fā)重大變革，為科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展注入新的活力。
