Millimetriaaltoteknologiat ja -anturiratkaisut

VTT on kehittänyt millimetriaaltoteknologiaa jo yli kolmen vuosikymmenen ajan. Meillä on kokemusta monista eri sovelluksista ja toimialoista, aina autonomisista järjestelmistä ja robotiikasta, turvallisuuden, terveyden ja hyvinvoinnin sovelluksiin. Yhdessä asiakkaidemme ja kumppaneidemme kanssa tutkimme ja kehitämme ennen näkemättömiä ratkaisuja, jotka haastavat olemassa olevien teknologioiden kyvykkyyksiä.

Osaamistamme ja kyvykkyyksiämme millimetriaaltoteknologian alalla

Kokonaisvaltainen suunnittelu millimetriaaltoalueen järjestelmille 5G- ja 6G-tiedonsiirrosta kuvantaviin tutkiin ja radioastronomian kryogeenisesti jäähdytettyihin vastaanottimiin

Komponentti- ja järjestelmätason prototyyppien valmistaminen eri MMIC-teknologioiden, antenniratkaisuiden ja pakkausteknologioiden avulla 

Maailmanluokan testaustilat millimetriaaltoalueen komponenteille ja piireille, sisältäen luotettavuustestaukset ja avaruuskvalifioinnin.

Palvelutarjontamme kattaa sekä millimetriaaltoalueen komponenttien ja järjestelmien tutkimuksen ja konseptikehityksen, että prototyyppien valmistuksen ja testauksen eri sovelluksiin maalla, ilmassa ja avaruudessa. Meillä on kansainvälisen huipputason tilat ja tutkimusinfrastruktuuri, jotka täyttävät korkeimmatkin vaatimukset. Isännöimme Euroopan avaruusjärjestön (ESA) ulkoista millimetriaaltoteknologian laboratoriota MilliLabia, jonka tarkoitus on auttaa eurooppalaista avaruusteollisuutta vastaamaan tulevien millimetriaaltoalueen missioiden tarpeisiin.

Anturiratkaisut vaativiin sovelluksiin

Millimetriaalloilla toimivat tutkat voivat tuottaa 3D-kuvan kaltaista tietoa ympäristöstä. Verrattuna muihin kuvantamisantureihin, kuten kameroihin ja LiDAR-antureihin, tutkilla on tiettyjä etuja, sillä niitä voidaan käyttää myös vaativissa olosuhteissa, kuten pimeässä, sateessa tai sumussa. Niitä käytetään esimerkiksi havainnointi- ja törmäyksenestoantureina autoissa, miehittämättömissä ilma-aluksissa ja robotiikassa. Millimetriaaltoalueen tutkaa voidaan käyttää myös etälukevana anturina terveyden ja hyvinvoinnin sovelluksissa elintoimintojen, kuten hengityksen, sykkeen tai sykevälivariaation, seurantaan muun muassa unitutkimuksessa.

Millimetriaaltoteknologiat ovat olennainen osa seuraavan sukupolven anturi- sekä 5G- ja 6G-verkkoratkaisuja.

Referenssi: Tunnetutka muuttaa ympäristön empaattiseksi

Uraauurtavat tutkajärjestelmät ja kuvantavat radiometrit

Uusia millimetriaaltoalueen tutkasovelluksia kehitetään kiihtyvään tahtiin. Olemme kehittäneet uudentyyppisen 60 GHz:n taajuudella toimivan kuvantavan FMCW MIMO-tutkan, joka perustuu VTT:llä suunniteltuihin SiGe MMIC -piireihin. Yksi VTT:n tutkaratkaisuneduista on, että se skaalautuu helposti suuriinkin tutkakanavamääriin, joka mahdollistaa korkean kuvantamistarkkuuden. Toinen etu on sen korkea kuvantamisnopeus, jolloin se pystyy havaitsemaan ja visualisoimaan myös nopeasti liikkuvia kohteita ilman kuvan vääristymistä.

Uusia sovellusalueita ovat esimerkiksi

  • useiden henkilöiden elintoimintojen samanaikainen seuranta
  • tärinän mittaus
  • ihmisvirran seuranta
  • autonomiset robotit
  • miehittämättömät ilma-alukset 

Kehitämme myös pienikokoista radiointerferometriaan perustuvaa kuvantavaa radiometrijärjestelmää, jossa hyödynnetään SiGe MMIC -piirejä, FPGA-pohjaista signaalinkäsittelyä ja uusimmilla 3D-tulostustekniikoilla valmistettuja aaltoputkikomponentteja. Tavoitteena on kehittää edullinen, vähävirtainen ja pieni järjestelmä ilman mekaanisesti skannaavia antenneja, soveltuen siten hyötykuormaksi mm. miehittämättömiin ilma-aluksiin ja pienikokoisiin satelliitteihin.

Olemme myös edelläkävijöitä piipohjaisten, SiGe- ja CMOS-teknologiaan perustuvien millimetriaaltoalueen MMIC-vahvistimien kehittämisessä kryogeenisiin sovelluksiin.

Referenssi: Suomalainen satelliitti lähetti maailman ensimmäiset 75 GHz signaalit avaruudesta

Millimetriaaltoteknologioiden prototyyppi- ja testauspalvelut

Tutkimusinframme millimetriaaltoalueen komponenttien ja järjestelmien valmistukseen ja testaukseen on ainutlaatuinen. Voimme tukea asiakkaitamme kaikissa prototyyppien valmistuksen ja testauksen vaiheissa. Olemme kehittäneet puhdastilalaboratorioissamme IPD (integroitu passiivikomponentti)- ja LTCC (matalan lämpötilan keramiikka) -teknologioita, jotka soveltuvat millimetriaaltojärjestelmien integrointiin ja pakkaamiseen. Meillä on laitteet ja asiantuntemusta korkeataajuuselektroniikan kokoonpanossa niin flip-chip- kuin lankaliitosmenetelmillä. 

VTT:llä on MilliLabin kautta erinomaista kykyä ja osaamista hyvin korkean taajuuden radiotaajuuskomponenttien ja -järjestelmien mittauksista. 

Mittausosaamiseemme kuuluu

  • mikro- ja millimetriaaltopiirien karakterisointi
  • THz-laitteiden karakterisointi
  • S-parametrien mittaaminen suoraan kiekolta 325 GHz:iin asti ja aaltoputkilla aina 700 GHz:iin saakka 
  • kohina- ja spektrimittaukset suoraan kiekolta tai liittimien kautta 

Tieteellisiä julkaisujamme millimetriaaltoteknologioista ja -anturiratkaisuista

Tutki uusia mahdollisuuksia kanssamme!

Innovaatiot syntyvät yhteistyöstä. Etsitpä kumppania konseptien kehittämiseen, prototyyppien luomiseen tai testaamiseen, ota meihin yhteyttä saadaksesi lisätietoja palveluistamme ja aloittaaksesi yhteistyön.

Jaa
Jukka Kiviniemi

Jukka Kiviniemi

Customer Account Lead
Piia Konstari

Piia Konstari

Solution Sales Lead
Tutkimusosaaminen