MIT開發新太赫茲波成像傳感器 或使更高速的通信和視覺系統成為可能

麻省理工學院的實驗室工作檯剛剛完成了一個電子可轉向的太赫茲天線陣列，它的操作就像一個可控的鏡子。

結果是，通過使用這種撲克牌大小的技術片，研究人員正在推開大門。這項技術可能會使更高速的通信和視覺系統成為可能，這些系統可以透過霧氣或灰塵的環境看到。研究人員稱其為反射陣列，並解釋說它的操作就像一面可控的鏡子，其反射方向由計算機引導。

反射陣列將近10000個天線裝在一個小裝置上，能夠將一束太赫茲能量精確地聚焦在一個微小的區域。它可以精確而快速地控制，沒有任何移動部件。該設備產生的圖像可與雷射雷達設備相媲美，但能夠穿透雨、霧和雪。研究人員聲稱，這是第一個可以為這種類型的商業設備創造軍事級別解析度的解決方案。

「天線陣列非常有趣，因為僅僅通過改變供給每個天線的時間延遲，你就可以改變能量的集中方向，而且它是完全電子化的，」最近在麻省理工學院電氣工程和計算機科學系（EECS）完成博士學位的Nathan Monroe說。「因此，它是機場那些大型雷達天線的替代品。我們可以做同樣的事情，但我們不需要任何移動部件，因為我們只是在計算機中改變一些比特。」

當作為成像器使用時，1度寬的光束在傳感器前面的場景中的每個點上以之字形模式移動，形成三維深度圖像。與其他太赫茲陣列不同的是，他們的陣列可能需要幾個小時甚至幾天的時間來創建一個圖像，而他們的陣列是實時工作的。傳統上，計算和通信足夠的比特來同時控制10000根天線，將極大地減緩反射陣列的性能。研究人員通過將天線陣列直接集成到計算機晶片上避免了這一點。移相器非常簡單–只有兩個電晶體–這意味著他們能夠在晶片上保留大約99%的空間，用於存儲。其結果是，每個單獨的天線可以存儲一個不同的相位庫。雙電晶體移相器還有一個好處；將解決方案的功耗減半，並消除了對單獨電源的需求。

「在這項研究之前，人們確實沒有結合太赫茲技術和半導體晶片技術來做這種波束形成，」Han說。「」我們看到了這個機會，而且還利用一些獨特的電路技術，在晶片上想出了一些非常緊湊但也很高效的電路，因此我們可以有效地控制這些位置上的波的行為。通過利用集成電路技術，現在我們可以實現一些元件內的記憶和數字行為，這絕對是過去不存在的東西。」

「由於這種反射陣列工作迅速，而且非常緊湊，它可以作為自動駕駛汽車的成像器，特別是因為太赫茲波可以看穿惡劣的天氣，」Monroe說。

Monroe和他的團隊正在努力獲得該技術的許可，以便通過一家初創公司將其推向市場，並建議該設備可以很好地適用於自主性無人機，因為它很輕而且沒有移動部件。此外，該技術可以應用於安全環境，實現非侵入式的身體掃描，可以在幾秒鐘內而不是幾分鐘內完成。