60 Ghz-radarchip tovert smartphone om tot contactloze gezondheids-tracker

Imec presenteert een prototype van een radarchip die kleine bewegingen kan detecteren. Met een diepteresolutie van slechts 2 cm is deze radar geschikt voor het contactloos registreren van vitale lichaamsfuncties of voor gebarenherkenning. Imec’s compacte radarchip verbruikt heel weinig stroom waardoor hij geïntegreerd kan worden in apparaten die werken op batterijen, zoals smartphones.

Een radar detecteert objecten door er radiogolven op te laten weerkaatsen. Een veelgebruikte radartechnologie is frequentiemodulatie: uit het frequentieverschil van de gereflecteerde golf wordt de afstand tot het doel bepaald. Hoe sneller de frequentie van die gemoduleerde golven toeneemt, hoe beter de signaalkwaliteit. In de nieuwe radar van imec neemt die frequentie uiterst snel toe (12% in slechts 51,2 microseconden). Een hoge modulatiebandbreedte (7,2 Ghz) zorgt bovendien voor een ultra-fijne resolutie, wat 3D-detectie van bijvoorbeeld vingerbewegingen en handgebaren mogelijk maakt.

Experimenten in het labo tonen aan dat de radar iemands hartslag vanop 5 meter afstand kan detecteren, nauwkeurig de snelheid en de positie van een voetganger kan bepalen en verschillende doelen (objecten of mensen) van elkaar kan onderscheiden. Vermits imec’s radar gebruik maakt van de frequentieband rond 60 GHz - een licentievrije ISM-band - kan de technologie open gesteld worden voor nieuwe of industriële toepassingen.

Het volledige radarsysteem verbruikt slechts 62 mW - aanzienlijk minder dan andere radars in dit frequentiegebied. Doordat de radar in amper één microseconde kan opgestart worden, hoeft hij enkel ingeschakeld te worden als dat nodig is, wat het energieverbruik nog verder beperkt. De uiterst compacte radarchip (4,15 mm²) is geïntegreerd in algemeen beschikbare chip-technologie, wat grote productievolumes en bijgevolg een lage prijs mogelijk moet maken.

Het onderzoek dat tot deze resultaten heeft geleid, werd ondersteund door het Europese financieringsprogramma ECSEL Joint Undertaking (project PRYSTINE).