Sus antenas de 235 GHz y los componentes activos centrales están integrados en un solo IC, y en un escritorio mide el alcance hasta un objetivo con una precisión inferior a mm, incluso si el objeto se mueve a 600 m/s, el doble de la velocidad del sonido.
Estos componentes centrales implementan un oscilador de "bloqueo de autoinyección", que explota el efecto a veces indeseable de "tirar" del oscilador, donde variar la carga en un oscilador altera su frecuencia.
El oscilador en este caso es un Colpitts diferencial de segundo armónico ('3' en el diagrama) y está conectado a una antena de ranura ('1' en el diagrama).
Su potencia se transmite, se refleja en el objeto y regresa a la misma antena para regresar al oscilador.
En un cierto rango de amplitudes reflejadas, esta reflexión atrae la frecuencia del oscilador, oscilando entre 234.9 y 235.1 GHz dependiendo de la fase de retorno.
La frecuencia varía constantemente con la fase hasta que, una vez cada vuelta completa alrededor del círculo de fase, la frecuencia vuelve repentinamente: de 235.1 a 234.9 GHz o viceversa, dependiendo de la dirección en la que viajaba el objetivo.
Estos chasquidos ocurren cada 638 μm (λ/2) de desplazamiento del objetivo, y un procesamiento de señal bastante simple produce un pulso de voltaje a partir de este chasquido, cuya polaridad depende de la dirección del movimiento del objetivo.
Simplemente sumando o restando de un contador dependiendo de la polaridad del pulso se mantiene un seguimiento de la distancia objetivo.
Físicamente, el chip está adherido al lado plano de una lente de silicio hiperhemisférica como óptica de enfoque primaria, luego una lente secundaria de PTFE produce el haz de radiación paralelo que necesita el radar. El camino de regreso es un viaje inverso siguiendo la misma óptica.
La segunda antena en el troquel ('2', un dipolo plegado) es la antena receptora de un radar FMCW que se ha construido en el mismo chip.
Su transmisor utiliza el mismo hardware y antena que el radar oscilador de bloqueo de autoinyección, reconfigurado para producir un chirrido de frecuencia: su ancho de banda es de 230 a 246 GHz.
El IC tiene un área de 0.42 mm.2 y consume 186mW. Fue fabricado por STMicroelectronics en BiCMOS de 55 nm, y la universidad también trabajó con la Ciudad Rey Abdulaziz para la Ciencia y Tecnología (KACST) en este proyecto.
ISSCC 2024 documento 24.4: Regla sub-THz: biestabilidad espectral en un oscilador bloqueado por autoinyección de 235 GHz para un alcance ágil e inequívoco
Crédito de la imagen: ISSCC 2024, Universidad de Michigan, Ciudad Rey Abdulaziz para la Ciencia y la Tecnología (KACST), STMicroelectronics. Los otros objetos del troquel son: un mezclador subarmónico (4) y un amplificador IF de bajo ruido (5).