南开大学与香港城市大学近日联合宣布，在毫米波雷达技术领域取得了突破性进展。他们成功研制出一款基于薄膜铌酸锂材料的光子毫米波雷达芯片，这一创新成果为未来6G通信、智能驾驶及精准感知等前沿领域的应用打开了新的大门。
据了解，这款芯片是基于4英寸薄膜铌酸锂平台设计的，该平台与CMOS工艺兼容，使得芯片在性能上有了显著提升。南开大学的研究团队成员、教授朱厦介绍称，该芯片不仅实现了厘米级的距离与速度探测分辨率，还在逆合成孔径雷达（ISAR）二维成像方面展现出了令人瞩目的精度。这一研究成果已于1月27日在《自然·光子学》杂志上发表。
图示为光子毫米波雷达芯片在车载雷达中的应用场景。该芯片的出现，有效突破了传统电子雷达在低频段窄带宽上的技术瓶颈，使得集成光子毫米波雷达系统在分辨率、灵活性、适用性和集成度等方面都迈上了一个新的台阶。
微波光子学作为一种应用广泛的技术，其在通信、雷达、电子战等领域都有着重要的应用。而微波光子雷达作为微波光子学的延伸，更是打破了传统电子雷达在频率和带宽间的权衡。薄膜铌酸锂材料因其独特的性质，成为了实现高性能电光调制的理想选择。通过结合先进的光子集成材料与工艺，微波光子雷达有望实现更高频率、更大带宽和更小尺寸的发展。
为了验证这款雷达芯片的性能，研究团队进行了一系列实验，包括测距、测速和逆合成孔径成像测试。实验结果显示，该雷达能够精准地探测距离和速度，并对不同目标进行高清晰度的成像。这一成果不仅提升了现有微波光子雷达的性能，还为未来高性能、小型化光子雷达系统的发展树立了新的标杆。
图示为薄膜铌酸锂光子毫米波雷达的架构及芯片。研究团队通过优化制备技术，成功在单一芯片上集成了倍频模块和回波去斜模块，从而实现了高效的毫米波雷达信号产生、处理和接收。这一创新性的设计，使得该芯片在性能上有了质的飞跃。
朱厦教授表示，这款光子毫米波雷达芯片的成功研制，标志着微波光子雷达技术发展的重要里程碑。在即将到来的6G时代，这项技术有望在多个领域引发重大变革，为人类社会的科技进步贡献新的力量。
