Super-Radar supera limite centenário no alcance dos radares

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/08/2023

O protótipo apresentou uma resolução mais de 100 vezes melhor do que o limite que se acreditava existir.
[Imagem: Howell et al. - 10.1103/PhysRevLett.131.053803]

Super-Radar

Pesquisadores alcançaram uma inovação nos radares tão significativa que eles estão chamando sua prova de conceito de "super-radar".

É um novo método de radar de alta resolução, que consegue detectar objetos menores e em profundidades maiores do que é possível hoje.

A inovação terá impactos importantes em aviação, construção, arqueologia, mineralogia e muitos outros domínios de aplicações, incluindo encontrar artefatos enterrados, como minas explosivas.

O aprimoramento da tecnologia de radar envolveu a solução de um problema que já durava 90 anos, um problema que exige sacrificar a resolução do radar - os detalhes que ele consegue identificar de um objeto - para obter maior alcance de observação.

A tecnologia atual limita a distância estimada entre os objetos a um quarto do comprimento de onda das ondas de rádio utilizadas - e isto é válido para observações no ar, debaixo d'água e no subsolo.

"Nós acreditamos que este trabalho abrirá uma série de novas aplicações, bem como melhorará as tecnologias existentes. A possibilidade de desminagem humanitária eficiente ou de detecção médica não invasiva e de alta resolução é muito motivadora," disse o professor John Howell, da Universidade Chapman, nos EUA.

Tem havido também um esforço para desenvolver radares miniaturizados, usando antenas planas.
[Imagem: Terahertz Integrated Electronics Group/MIT]

Superposição de ondas

O conceito do super-radar baseia-se na superposição de formas de onda especialmente formatadas.

Quando uma onda de rádio é refletida por duas superfícies diferentes, as ondas refletidas se somam para formar uma nova onda de rádio. O truque consiste em usar pulsos criteriosamente trabalhados para que eles gerem um novo tipo de pulso sobreposto. A onda composta possui características únicas de subcomprimento de onda que podem ser usadas para prever a distância entre os objetos, um parâmetro conhecido como resolução de distância.

"Na engenharia de rádio, interferência é um palavrão e considerada um efeito deletério. Aqui, nós viramos essa atitude de cabeça para baixo e usamos efeitos de interferência de onda para quebrar o limite de longa data no alcance do radar por várias ordens de magnitude", disse o professor Andrew Jordan. "Na detecção remota por radar, apenas uma pequena quantidade da radiação eletromagnética retorna ao detector. As formas de onda personalizadas que projetamos têm a importante propriedade de serem autorreferenciadas, de modo que as propriedades do alvo podem ser distinguidas da perda de sinal."

O protótipo apresentou uma resolução mais de 100 vezes melhor do que o limite que se acreditava existir. Esse resultado quebra o compromisso entre resolução de distância e comprimento de onda, permitindo que os operadores usem comprimentos de onda longos e agora tenham alta resolução espacial.

"Nós agora estamos trabalhando para demonstrar que é possível não apenas medir a distância entre dois objetos, mas de muitos objetos, ou realizar caracterização detalhada de superfícies," anunciou o professor Howell.

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