Des chercheurs chinois de l’Université de Nankai et de l’Université de la ville de Hong Kong ont réalisé une progression révolutionnaire dans la technologie radar à ondes millimétriques avec le développement d’une puce radar à ondes photoniques à filme à couches minces (TFLN). Cette innovation a le potentiel de transformer un large éventail d’applications de pointe, notamment la communication 6G, la conduite autonome et la détection de précision.
Les résultats de l’équipe, publiés lundi, ont expliqué que l’intégration des technologies photoniques avancées avec des systèmes radar à ondes millimétriques permet des capacités d’imagerie et de détection haute résolution sans précédent, essentielles pour les applications exigeant une détection rapide et précise.
La nouvelle puce est construite sur une plate-forme niobate de lithium à couches minces de 4 pouces, un matériau connu pour sa capacité exceptionnelle à manipuler des signaux légers et électriques. Cette plate-forme est compatible avec les processus CMOS, la même technologie utilisée pour fabriquer la plupart des appareils électroniques modernes, ce qui facilite la production à grande échelle. La puce obtient une résolution au niveau des centimètres dans la détection de distance et de vitesse et excelle dans l’imagerie bidimensionnelle, en utilisant une technique appelée radar d’ouverture synthétique inverse (ISAR), qui lui permet de créer des images détaillées d’objets, même dans des environnements difficiles.
« Cette puce représente un bond en avant significatif dans la technologie radar. Il surmonte non seulement les limites des systèmes radar électroniques traditionnels, mais établit également une nouvelle norme pour les systèmes radar photoniques compacts et hautes performances », a déclaré Zhu Sha, professeur et également membre clé des principaux membres de l’équipe de recherche de l’Université de Nankai.
L’équipe de recherche a optimisé la conception de la puce pour intégrer deux fonctions critiques sur une seule plate-forme: la multiplication de fréquence et l’écho de dérision. La multiplication de fréquence permet à la puce de générer des signaux à ondes millimétriques à haute fréquence, tandis que l’écho de déchirure traite les signaux réfléchis pour extraire des informations précises sur la distance et la vitesse de la cible. Cette intégration permet à la puce de générer efficacement, de traiter et de recevoir des signaux radar, le tout dans une conception compacte et économe en énergie.
Pour tester les capacités de la puce, l’équipe a mené une série d’expériences, notamment des tests de mesure, de mesure de vitesse et d’imagerie ISAR. Les résultats ont démontré la capacité de la puce à détecter avec précision les distances et les vitesses tout en produisant des images haute définition de diverses cibles. Ces capacités le rendent idéal pour des applications telles que les véhicules autonomes, où la détection précise est essentielle pour la sécurité et la navigation.
Cette percée a des implications de grande envergure pour plusieurs industries. Dans le domaine de la communication 6G, la capacité de la puce à générer et à traiter les signaux à haute fréquence pourrait permettre une transmission de données plus rapide et une latence plus faible, ouvrant la voie aux réseaux sans fil de nouvelle génération. Pour la conduite autonome, les capacités d’imagerie et de détection haute résolution de la puce pourraient améliorer la sécurité et la fiabilité des voitures autonomes, ce qui leur permet de naviguer dans des environnements complexes avec une plus grande confiance.
Au-delà de ces applications, la puce pourrait également révolutionner la détection de précision dans des domaines comme l’automatisation industrielle, où il pourrait être utilisé pour le contrôle de la qualité et la surveillance des processus, et l’imagerie médicale, où elle pourrait permettre de nouvelles techniques de diagnostic.
Zhu a souligné la signification plus large de cette réalisation, qui est qu’elle établit une nouvelle référence pour le développement de futurs systèmes radar photoniques compacts à haute performance.
« Alors que nous approchons de l’ère 6G, cette technologie est prête à générer des changements transformateurs dans plusieurs champs, marquant une étape importante dans l’évolution de la technologie radar photonique micro-ondes », a déclaré Zhu.
