Los investigadores de la Universidad de California en Davis (EE.UU.) han desarrollado un sensor de prueba de concepto que utiliza ondas milimétricas para detectar vibraciones 1.000 veces más pequeñas y cambios en la posición de un objetivo 100 veces más pequeños que un mechón de cabello humano, haciéndolo uno de los sensores más precisos. El nuevo sensor cuenta con un tamaño reducido, como una semilla de sésamo, lo que permite una producción barata, e incluye una batería de larga duración.
La onda milimétrica es la frecuencia electromagnética entre las microondas y el infrarrojo, y oscila entre 30 y 300 gigahercios. Esta tecnología permite redes de comunicación rápidas, como 5G, y es óptima por sus capacidades de detección de corto alcance. Sin embargo, puede resultar difícil trabajar con esta tecnología debido al alto consumo de energía y al rendimiento limitado de los semiconductores en estas frecuencias.
El principal problema que enfrentó el equipo durante su primer año trabajando en el sensor fue localizar la fuente deseada. Había tanto ruido que, cuando los investigadores intentaron captar la delicada señal de una pequeña hoja adelgazada, sus sensores quedaron ahogados.
Chip que elimina el ruido del sensor
Para solucionar este problema, los investigadores ensamblaron un chip, capaz de anular el ruido consigo mismo, al prototipo de sensor. El prototipo les permitió controlar el volumen de ruido que recibía su sensor como un simple problema aritmético. Restaron el ruido innecesario manteniendo la sensibilidad de su medición y la integridad de sus datos.
Con esta técnica, el sensor de ondas milimétricas podía detectar toda la información que necesitaba sin quedar ahogado por el ruido. Esta innovación impulsó las altas tasas de precisión del sensor. Por su parte, el chip integrado también es sencillo de producir y presenta un diseño único que mejora la eficiencia energética del sensor de ondas milimétricas.
Estos avances adicionales pueden resolver dos de los problemas más importantes que enfrentan los sensores de ondas milimétricas: el alto consumo de energía y el rendimiento limitado de los transistores semiconductores en términos de ruido, ganancia y potencia de salida.