MIT开发新雷达实现穿墙眼


 众所周知,人类和其他动物可通过弹射到眼睛视网膜中的可见光而看到外界的物体,而雷达则通过向目标发出无线电波,并返回雷达接收机而“看”到物体。但是,就像光线无法穿越足够厚的物体而反射回人眼,传统雷达也面临这个问题。而现在,MIT林肯实验室的研究人员建立了一个系统,可以通过一段厚实的墙壁看到墙后的物体活动情况。

研究人员的设备是张成两行排列的天线阵列 - 8个接收元在上面,下面13个传输元和一些计算机设备,全部设备可装到一个可移动的推车内。研究人员在真正的四英寸和八英寸厚的混凝土墙壁上测试了他们的系统。

起初,和任何其他的雷达一样,发射机向目标方向发射固定频率的电磁波。但在这种情况下,每次电磁波打到墙面上时,混凝土块阻碍了99%的电磁波通过。当然,这只是失败原因之一。另一障碍是一旦电磁波通过任何目标反弹,应尽可能返回达到雷达接收机。由于物体表面的形状不规则,漫反射导致电磁波向固定方向回射变的困难。实际情况是,雷达接受到的回射波只有不足发射波强度的0.0025%。

但根据Charvat的说法,回射信号的损失不是主要的挑战。 “信号放大器很便宜,”他说。

Charvat说,穿墙雷达的考虑之一,是电磁波波长的选用。较长的波长能够更好地通过墙和背部,可获得更强的回射信号,然而,这需要一个相对较大的雷达设备,以解决个别目标的识别。研究人员使用了与无线上网相同的波长 - 相当短的S波段波,。这意味着更多的信号损失 - 因此放大器尺寸需要变大 - 但实际的雷达装置,可以保持约8和一个半英尺长。 “我们相信,这是一个好想法,因为我们认为这非常方便在某种形式的车辆上安装”,Charvat说。

研究人员使用一个模拟的晶体滤波器,利用频率调制的反射波在墙面和目标之间的差异。 “所以,如果墙壁在20英尺远的地方,比方说,它显示为20kHZ的正弦波。如果你在墙后30英尺远的地方,也许你会显示为30kHZ正弦波,Charvat说。“该过滤器可以设置为允许在30kHz范围内的电磁波传回到接收器上,从而有效地从图像中删除了墙的电磁波成分。

“这是一个非常有强大的系统,主要是因为它的实时成像能力,”罗伯特说

Charvat和他的同事们,林肯实验室助理工作人员约翰皮博迪和前林肯实验室的技术人员泰勒罗尔斯顿,在最近的一次实验中展示了如何让雷达显示混凝土和煤渣砖墙后的两个人晃悠金属杆的动作。

由于处理器使用了减法计算 - 比较每一个新的图片在当前时刻前后,看有什么变化,这样雷达能探测到移动目标,而不是无生命的对象,如家具。不过,即使一个人的努力停滞不前轻微移动,系统仍可以检测这些小的动作和位置。

  

 

点击数: 3945    打印  添加到收藏   发布时间: 2011-10-19




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