В последнем номере IEEE Transactions on Antennas and Propagation, авторы из Лаборатории электроники Массачусетского технологического института (MIT) сообщили о новом методе, позволяющем сократить число сенсоров, необходимых для построения изображения в терагерцевом диапазоне, на один или даже два порядка.

Это открытие сделает автомобильные радарные системы, а также оборудование для контроля багажа в аэропортах более практичными.

Во многих приложениях окрестности низкочастотного датчика изображений в основном пусты и содержат всего один или несколько объектов. Это обстоятельство и используется в новой системе.

«Если, к примеру, на определенном расстоянии только 10% сцены заполнено объектами, то вам требуется задействовать лишь 10% сенсоров, чтобы получить полное разрешение» – пояснил Грегори Уорнелл (Gregory Wornell) профессор электротехники и информатики MIT.

Главная сложность состоит в том, как определить нужные 10% массива. Простой выбор каждого десятого датчика неприемлем: он вносит регулярность, ведущую к появлению паразитных «двойников». Случайный выбор решает эту проблему, но, одновременно, сильно усложняет вычисления позиции и интенсивности источника волн.

Выход из этого затруднения был найден в виде парного распределения сенсоров. Одинаковое расстояние между парами позволяет эффективно осуществлять реконструкцию сцены, при этом промежутки между каждыми двумя соседними датчиками остаются неодинаковыми.

Авторами разработан алгоритм, рассчитывающий оптимальное распределение сенсоров – такое, при котором количество неодинаковых расстояний между случайными парами сенсоров максимально.

Вместе с коллегами из Лаборатории Линкольна они провели эксперименты на радарных частотах, используя одномерный массив сенсоров, установленный на автостоянке. Тесты подтвердили выводы теории. Более того, оказалось, что оценка – 10% сенсоров достаточно при 10%-й заполненности сцены – применима и к одномерным массивам. Для ряда приложений, использующих двумерные массивы, в том числе для сонаров подлодок, это заключение дает возможность сохранить полный объем функций, сократив количество сенсоров в 100 (в 10 в каждом из двух перпендикулярных направлений) раз.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365