Een radar die door de muur gaat, gebouwd op een chip kleiner dan een rijstkorrel, is ontwikkeld door een team van onderzoekers van het Indian Institute of Science (IISc), geleid door Gaurab Banerjee, Universitair hoofddocent bij de afdeling Electrical Communication Engineering.

Ontwikkeld met behulp van Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) technologie, deze radar heeft een enkele zender, drie ontvangers, en een geavanceerde frequentiesynthesizer die complexe radarsignalen kan genereren, allemaal samen verpakt in een kleine chip. Zijn kleine formaat maakt massaproductie tegen lage kosten mogelijk. Dergelijke radars hebben brede toepassingen in de defensiesector, maar ook op gebieden als gezondheidszorg, transport en landbouw.

"Slechts een handvol landen in de wereld hebben tegenwoordig de mogelijkheid om de hele elektronica van een radar op een chip te zetten, ' zegt Banerjee.

Radars werken volgens het principe van het terugkaatsen van een signaal van een object en het meten van de vertraging in de terugkeer van het signaal. Deze signalen worden geanalyseerd om het object te identificeren - zelfs een ruw beeld ervan te reconstrueren - of om te bepalen waar het is of hoe snel het beweegt. Een uitbreiding van deze technologie is een through-the-wall radar (TWR), die werkt volgens het principe dat radiogolven door muren kunnen dringen, wanneer licht dat niet kan.

"TWR-beeldvorming is altijd een van de meest uitdagende problemen geweest bij het ontwerpen van radars, " zegt Banerjee. Ten eerste, het signaal kan aanzienlijk gedempt worden als het door muren gaat. Om dit te overwinnen, radiogolven bestaande uit een groot aantal frequenties moeten worden gebruikt, wat het ontwerp kan bemoeilijken. Deze radars gebruiken ook een complexer signaal, bekend als een chirp, waarvoor aangepaste elektronica nodig is, zoals een microgolfzender, een ontvanger en een frequentiesynthesizer.

Met hun ontwerp, het IISc-team is er nu in geslaagd om al deze elektronische componenten in één, klein chipje. Ze gebruikten nieuwe architecturale en circuitontwerptechnieken om uitdagingen te overwinnen die specifiek zijn voor radars, zoals het ontwerp van een transceiver met een brede fractionele bandbreedte. "Dezelfde ontwerptechnieken die kleinere en goedkopere smartphones mogelijk hebben gemaakt, kunnen nu worden gebruikt om de complexe elektronica van een radarsysteem te miniaturiseren tot een kleine chip. ' zegt Banerjee.

Hoewel de chip oorspronkelijk is ontwikkeld voor toepassingen op het gebied van luchthavenbeveiliging, De groep van Banerjee onderzoekt ook toepassingen op andere gebieden, zoals de gezondheidszorg.

Bijvoorbeeld, het kan worden gebruikt om de gezondheid van ouderen te controleren. Er zijn meer dan 100, 000, 000 ouderen in India, waarvan velen op zichzelf wonen. Als ze uitglijden en vallen, en het blijft onopgemerkt, het kan leiden tot ernstige problemen op de lange termijn.

Hoewel camera's en wearables zijn gebruikt om hun bewegingen te volgen, er zijn zorgen over privacy en overlast. TWR-radarsystemen, daarom, een handig alternatief bieden.

"Het is misschien mogelijk dat een centraal geplaatst TWR-systeem het huis scant, en maak een model van wanneer een persoon staat of zit. Als er een plotselinge verandering in het lopen is door een val, het kan een alarm activeren, " zegt Banerjee. "Het kan ook de ademhalings- en ademhalingssnelheden volgen en de ernst van een val beoordelen."

Dit onderzoek werd gefinancierd door het IMPRINT-programma van de Indiase overheid, met aanvullende financiële bijdragen van het ministerie van Human Resource Development (MHRD) en de Defense Research and Development Organization (DRDO). Bharat Electronics Limited (BEL), een defensie-PSU, is sinds de oprichting een actieve industriële partner in dit IMPRINT-project.

Het team van Banerjee onderzoekt momenteel verschillende opties om deze technologie te commercialiseren.