新一代雷達晶片 打開6G全新可能

香港城市大學（城大）的研究人員研發出全球首個集成光子毫米波雷達晶片，以極其精巧的裝置達成前所未有的精確度，為雷達技術帶來突破。這項突破標誌着通信感知一體化（ISAC）網絡的發展向前邁進一大步，為更複雜和功能更強大的6G技術應用鋪路。

毫米波雷達將在未來6G時代扮演舉足輕重的角色，可讓無線連接設備對周圍環境進行高解析度的探測和感知。針對傳統電子雷達長期受到頻率與帶寬之間取捨的問題，城大研究團隊開發了了突破性的解決方案。他們將電子雷達訊號以光訊號的形式產生並處理，充分利用了光學系統固有的寬頻操作優勢。此外，這項技術運用最先進的集成光子技術，將核心系統縮小至比硬幣還小的尺寸。

領導今次研究的城大電機工程學系王騁教授說：「這項工作展示了首個可在毫米波頻段運作的集成光子雷達，其解析度是迄今所有片上光子雷達中最高的。這標誌着光子雷達技術發展的一個重要里程碑」。

該系統在毫米波 V 波段（中心頻率45GHz）運作，頻寬達10 GHz，可為測距、速度偵測和逆合成孔徑雷達 (ISAR) 提供卓越的精確度。技術的突破點在於將訊號產生與目標回波處理整合在單一晶片上，大大降低了對昂貴的高速數模轉換器（DAC）和模數轉換器（ADC）的依賴。這種設計得以實現，有賴城大科學家多年研究及精心開發的鈮酸鋰薄膜光子平台。

團隊的創新不僅限於技術性能，還在實際應用上有所突破。他們開發了一個可在4英寸晶圓上進行規模生產的解決方案，提高成本效益，可望在未來無線網絡中廣泛應用。

王教授補充說：「未來6G網絡不僅需要更高的數據傳輸量，還需要具備高解析度的環境感測能力。我們的解決方案提供高解析度和實時情境感知，為室內傳感、自動駕駛和生命體徵監測等應用開闢了新的可能性。」

 

這項題為“Integrated lithium niobate photonic millimeter-wave radar” 的研究最近發表在 Nature Photonics。南開大學的朱厦教授及城大的博士生張依文為論文第一作者。城大電機工程學系的王騁教授、潘裕斌教授和南開大學的祝寧華院士為通訊作者。其他共同作者包括：城大的馮寒珂博士和王永吉、北京工業大學的馮佳雪以及中國科學院半導體研究所的翟鯤鵬。

如有查詢，歡迎聯絡城大電機工程學系的王騁教授（電郵：cwang257@um.cityu.edu.hk）。