een kleine, draagbaar radarapparaat kan visueel gehandicapte mensen, of onbemande bewegende apparaten om objecten in realtime te detecteren.

Radartechnologie wordt al tientallen jaren gebruikt in de luchtvaart, defensie- en snelheidscameratechnologie. Nutsvoorzieningen, een team bij KAUST, in samenwerking met wetenschappers van het VTT Technical Research Centre van Finland, hebben een compacte, goedkope radar met potentiële toepassingen in de gezondheidszorg en persoonlijke beveiliging.

Radar geeft gedetailleerde informatie over de grootte, afstand en snelheid van bewegende objecten. Echter, voor toepassingen op korte afstand, de uitgezonden radiogolven moeten korte golflengten hebben om zoveel mogelijk details over hun directe omgeving op te pikken. Dergelijke sensoren kunnen slechtzienden helpen, en onbemande bewegende apparaten, te zien door radarreflecties om te zetten in bruikbare informatie.

"De huidige radarmodules zijn groot en omvangrijk. Ze verliezen ook belangrijke details omdat ze werken met lange radiogolflengten, " zegt Seifallah Jardak, die aan het project werkte onder toezicht van Sajid Ahmed en Mohamed-Slim Alouini van KAUST en samen met Tero Kiuru en Mikko Metso van VTT. "We wilden een low-power, draagbare radar. Collega's van VTT brachten de nodige ervaring in millimetergolf en hardware-ontwerp, terwijl ik me concentreerde op de signaalverwerking en modulaire radarsoftware ontwikkelde, " legt Jardak uit.

Het vroegste prototype voerde elke twee seconden een enkele scan uit, waardoor het moeilijk is om voldoende invoergegevens te verkrijgen. Jardak optimaliseerde de signaalverwerkingsmodules en verbeterde de prestaties tot acht scans per seconde, voor een betere realtime monitoring.

Het ontwerp van het apparaat omvat een frequentiegemoduleerde continue golf (FMCW) radar. Dit betekent dat de radar continue pulsen van millimetergolflengte radiogolven produceert die een frequentie hebben die tijdens elke puls varieert. De kleine golflengte betekent dat de tijd die pulsen nodig hebben om een ​​object te bereiken en terug te reflecteren, en dus de afstand tot het object, nauwkeurig worden berekend.

"Om de omvang van ons systeem te beperken, we kozen voor een werkfrequentie van 24 Gigahertz. Hierdoor konden we de grootte van de microstrip-antenne verkleinen, " zegt Jardak. "Ons ontwerp heeft ook één zend- en twee ontvangantennes, wat betekent dat het de hoeklocatie van een doelwit beter kan inschatten."

Het apparaat past in een doos van 10 centimeter, weegt minder dan 150 gram en wordt gevoed door een 5V batterij. Eerste proeven suggereren dat het apparaat in staat is tot doeldetectie, snelheidsschatting en tracking op een bereik tot 12 meter. Het team gebruikte het zelfs om te detecteren of een persoon ademde als hij in een stoel zat.

"Ons prototype kan ook nuttig zijn voor onbemande robot- en quadcoptertoepassingen waar een systeem voor het vermijden van botsingen vereist is, ’ voegt Jardak eraan toe.