在美国加州大学戴维斯分校的一个开创性研究项目中，由电气和计算机工程系的Omeed Momeni教授领导的团队制作了一个新型的毫米波雷达传感器。毫米波传感器操作的本质在于它能够向目标发送毫米级波长的电磁波，并从反弹回来的电磁波中分析其运动、位置和速度。这项研究值的成就是毫米波传感器在检测振动和位置变化方面的精细程度，这些振动和位置变化达到比一缕头发丝还小得多的程度，成为具有世界上最高灵敏度的传感器之一。

这项研究提出了克服与毫米波技术相关的固有挑战的技术方案，主要是高噪音水平造成的干扰。研究人员构想的创新降噪技术与传统方法明显不同。通过有效地消除噪音，这项技术显著提高了传感器的准确性，使其能够在高噪音水平下接收敏感的信号。

由电气工程博士生Hao Wang制作的独特芯片设计是这项研究的另一个支柱。这种设计显著提高了毫米波传感器的能效，解决了这些频率的高能耗和半导体性能有限的常见问题，这些问题一直困扰该领域。为测试这个新颖的降噪想法而组装的原型在第一次尝试中被证明是成功的，展示了团队迭代测试和快速原型方法的有效性。而且，与类似装置不同，该原型设备只有有芝麻粒那么大，生产成本低廉，电池续航时间长。

此外，该研究中提出的多普勒雷达拓扑（Doppler radar topology）采用边缘驱动相位解调器（ Edge-Driven Phase Demodulator，EDPD）来处理信号，并将位移/振动转换为具有恒定增益的真直流/基带信号。这项技术克服了传统多普勒雷达的局限性，例如检测零（detection nulls），而不需要正交解调。使用共同参考的子采样锁相环（ common-referenced subsampling phase-locked loops SSPLL）进一步使雷达能够实现超高位移范围的准确性和灵敏度，从而提高传感器在位移和振动传感方面的性能。

该传感器不仅仅是一项理论成就，令人兴奋的潜在应用之一在于虚拟现实（VR）领域。

传感器能够高精度地检测微小的振动和位置变化，可以显著改善VR体验。例如，它可以更准确地跟踪用户动作或实时捕获精细手势动作。这种精度可以转化为响应更灵敏、更身临其境的VR体验，允许在VR环境中进行细致入微的交互。此外，该传感器促进的复杂手势识别可以允许用户以更自然和直观的方式与VR环境进行交互。

此外，传感器通过检测精细的用户运动和提供实时反馈来改善触觉反馈系统的潜力可以显著增强VR中的沉浸式体验。在基于VR的物理治疗或康复中，传感器可以提供有关患者运动和康复进展的精确数据，有助于制定更有效的治疗计划。此外，在航空等领域使用的专业培训模拟器中，该传感器给出的准确性能监控可以提供宝贵的数据来改善培训成果。

传感器的紧凑尺寸、成本效益和能效使其成为集成到VR系统或设备的潜在有吸引力的选择。其独特的设计和高水平的精度为毫米波雷达技术领域设定了新的基准，有望实现更多的应用，这些应用可能会对农业、结构工程、医疗保健和娱乐等领域产生重大影响。