Ein neuer Sensor von Forschern der University of California Davis erkennt die winzigen Bewegungen der Blätter einer Pflanze aufgrund von Wassermangel. Es handelt sich um ein Millimeterwellen-Radar, das sich extrem schnell bewegende elektromagnetische Wellen aussendet, um Bewegung, Position und Geschwindigkeit von Objekten anhand der reflektierten Signale zu erfassen. Die Vorteile von Millimeterwellen liegen in ihrer natürlichen Empfindlichkeit gegenüber kleinräumigen Bewegungen und ihrer Fähigkeit, sich auf mikroskopisch kleine Objekte zu konzentrieren und Daten von diesen zu erfassen.
Laut Omeed Momeni und seinem Team erfasst der Sensor Bewegungen, die 100 Mal kleiner sind als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Der Sensor basiert auf einem innovativen Millimeterwellen-Radar-Design. In seiner Präzision ist er allen vergleichbaren Sensoren in der Welt überlegen, so die Wissenschaftler. Dabei sei er gerade einmal so gross wie ein Samenkorn.
Millimeterwellen umfassen den Frequenzbereich zwischen 30 und 300 Gigahertz. Sie rangieren zwischen Mikrowellen und Infrarotlicht und ermöglichen beispielsweise schnelle Kommunikationsnetze wie 5G. Normalerweise benötigen Generatoren, die Mikrowellen erzeugen, sehr viel Strom und sie sind sperrig. Momeni und sein Team mussten ein Problem lösen, das umso grösser wurde, je kleiner die Ingenieure den Sensor konzipierten. Störgeräusche übertönten die gewünschten Signale, sodass sie unbrauchbar waren.
Team-Mitglied Hao Wang wollte im Rahmen seiner Dissertation das problematische Rauschen durch Gegengeräusche auslöschen. Das gelang ihm mit einem neuen Chip-Design. Momeni entwickelte auf dieser Basis den Prototypen des Millimeterwellen-Radars. Ausser in der Landwirtschaft könnte der neue Sensor auch zur Überwachung der Integrität von Bauwerken eingesetzt werden und Blinden das Navigieren in unbekannten Umgebungen erleichtern.
