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贺伟华
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装备·《隔墙有“眼”——现代隔墙探测技术扫描》

   装备·《隔墙有“眼”——现代隔墙探测技术扫描》
   
    (2007-01-07 18:26:28)
    分类:【兵器知识】武器沿革发展
   【摘要】:一般的光电设备,都可以用来探测人,但这些设备不能探测隐藏在混凝土墙、金属门等遮蔽物后面的人。现代隔墙探测技术却可以真正作到——隔墙有“眼”……

     一般的光电设备,像可见光设备、红外设备和微光夜视设备都可以用来探测人,但这些设备不能探测隐藏在混凝土墙、金属门等遮蔽物后面的人。在城市巷战和反恐、防暴等特殊作战行动中,能否洞察先机,有效探知房间内或墙壁后的敌方目标,对作战行动结局产生较大影响。受城市巷战和反恐、防暴等作战需求的强烈牵引,现代隔墙探测技术获得了飞速发展,目前已研制出基于雷达探测(包括雷达生命特征信号监测和超宽带雷达原理)、静电场和超低频电磁能等原理的多种隔墙探测系统。隔墙探测技术已被美军应用于伊拉克城区巷战,极大提高了士兵的侦察和生存能力。
   
   “自动识别”:雷达生命特征监测系统
     20世纪80年代,美国和德国开始进行雷达生命特征信号监测系统的研究,这类系统主要用于探测隐蔽物、废墟和建筑物中的人员,通常由雷达前端、信号处理及显示系统等部分组成,属于非接触、无约束、无损伤探测装置。其探测机理是:利用雷达发射机发射电磁波穿透墙壁等介质照射到人体目标,对其生命体征(如呼吸、心率等)进行无约束的定向探测;雷达接收机接收到含有人体生命信息的反射波后进行解调、放大和滤波,送至信号处理机进行分析,从而发现生命体的存在。
     美国佐治亚技术研究所利用雷达生命特征信号监测技术,研制出了一种“手电筒式雷达”(因其外形类似手电筒而得名),可探测由于心跳或呼吸产生的人胸部的微小运动(只要隐藏者胸部有几毫米的运动就能被探测到),并具有自动识别人体功能。“手电筒式雷达”系统可探测到位于水泥墙、木墙、钢门以及树丛后的人员,探测距离30~50米,穿透2~3米实体砖墙后可探测10米以内的人员目标,该装置目前只能固定使用。在此方面,我国也有相关产品诞生。2005年,我国研制的“警视”系列隔墙探测雷达,也利用了雷达生命特征信号监测技术,可隔墙进行扫描探测并给出探测区域内人员的大致位置和分布情况。“警视-Ⅱ”探人雷达是专为公安、武警、国家安全等部门的特种需求而设计研制的,主要用于在建筑物内隔墙(厚度小于国家建筑标准24厘米的砖混结构墙体)探测用常规方法难以发现的活人。如隔墙探测、监视室内人员;警察破门前,可探测室内罪犯状况等。可以在一定距离内,穿透一定厚度的墙体探测到静止人员的呼吸、体动信号,从而实现隔墙探人的功能。“警视-Ⅲ”探测雷达是其最新型号,探测距离远,穿透能力强,不仅可以穿透非金属遮挡物探测是否有人员活体存在,并能在电脑终端精确显示其所处距离。此外还可纵向跟踪人员的运动情况并显示其运动轨迹。该探测雷达在穿透0.5米厚钢筋混凝土或砖混墙体后,还可以探测到15米以内的人员目标,距离分辨率小于10厘米,系统视场为120度,总重量小于10千克,电池(可充电)供电可连续工作两小时。
     
   “青出于蓝而胜于蓝”:超宽谱雷达隔墙生命探测系统
     超宽谱雷达又称超宽带(UltraWideBand,UWB)雷达、冲激雷达、无载雷达、非正弦波雷达,具有很大的相对带宽,是雷达生命信号探测技术的最新研究成果。其原理与连续波雷达的原理有所不同,它以脉冲形式的微波束穿透墙壁照射人体,由于人体的生物活动(比如呼吸、心跳、肠蠕动等)的存在,使得被人体反射后的回波脉冲序列的重复周期发生变化,而回波脉冲信号的重复周期与人体生命的活动速度和频率有关。如果对该脉冲序列(携带有与被测人体生命运动相关的信息)进行解调、积分、放大、滤波,再送入计算机进行数据处理和分析,就可以得到与被测人体生命体征相关的参数(如呼吸、心跳等),从而探测到墙壁后的人员目标。
     与早期的生命信号探测系统相比,超宽谱雷达隔墙生命探测系统具有穿透能力强、作用距离精确、抗干扰能力强(不受环境温度、热物体和声音干扰的影响)、探测灵敏度高(可以探测到包括侧卧、俯卧等情况下人员的生命特征)和具有多目标探测能力等优点。正因为超宽谱雷达隔墙生命探测系统具有以上独特优点,使它在生命探测领域具有更广阔的应用前景,可以说是“青出于蓝而胜于蓝”。
     
   “异性相吸”:静电场隔墙生命探测系统
     美军为特种部队研制的隔墙“探人器”,就利用人体能够产生静电场以及两个极性相反的静电场之间存在吸引力原理设计而成。这种“探人器”可以提高城区作战人员的感知、侦察和生存能力,能探测到120~140米距离内位于墙后的目标。该系统重0.45千克,用9伏电池供电,可用3~4天,在风速小于9米/秒条件下均能正常可靠使用。它主要由1个模块化的天线阵列构成,其中包括角反射器、引向器和放大器。使用时,只需手持该装备指向可疑方向,并对四周进行扫描,当扫描到人体信号时,“探人器”的静电场与人体静电场产生引力,将“探人器”天线拉向静电场最强的方向,这个方向就是敌人隐藏的方向。试验表明,该系统的探测距离与遮蔽物性质和操作手的变动有关。试验结果显示当被探测人员在遮蔽物如墙壁后面时,探测距离仅比无遮蔽物时降低10%~20%,由于每个人产生的静电场不同,其探测效果也会略有差别。“探人器”还可以根据需要定制,用于探测其他有生命和无生命的目标。
    
   “火眼金睛”:超低频电磁能隔墙探测系统
     利用人体心肌跳动产生的超低频电磁能技术,美国研制出了手持式“生命卫士”系列隔墙探测系统,采用被动工作方式,工作时不发出声音,不仅不会被对方发现,而且还可以穿过金属、墙壁、沙地和深水确定人的准确位置。系统中的偏振滤波器可以滤掉到达这种小型手持式装置的其他杂乱信号,使得该装置只对环绕着一个活人的全方位360度发出的非均匀超低频电磁脉冲有反应,能有效区分人和灵长类动物所产生的超低频信号,探测与识别能力很强,可以说是独具慧眼。由于具有这种独特功能,该装置还可被用于探测入侵者、恐怖分子及其他暴徒。最新型号的“生命卫士”系统,在无混杂信号的环境下探测距离可达500米。
     
   “别具特色”:热像仪式隔墙探测系统
     2004年,俄罗斯莫斯科同立大学研制成功了一种亚毫米波热像仪。亚毫米波是指波长为0.35~1毫米的电磁波,虽然仍属于热波,但其性能较为独特,可以穿透普通红外线所不能穿透的墙壁等障碍物。该系统利用照相平板印刷技术将普通的半导体材料砷化镓做成饼状的分层结构,从而使电子只能在每层砷化镓的封闭空间内运动。如此设计可以俘获障碍物后目标所发出的亚毫米波,将其转换成电子信号并进一步转换成图像,就可以观测到墙壁等障碍物后的人员或物体。当隐蔽物体发出的亚毫米波过于微弱时,热像仪还可主动发射电磁波,从而通过物体反射回来的电磁波进行成像探测。俄罗斯的试验表明,该热像仪可探测到较厚墙壁后方的人员目标。除了军事领域以外,该系统还可应用于医疗、安检以及建筑等领域。借助热像仪的帮助,医生不用直接接触病人身体就可得知病人何处体温高、何处引发炎症;保安可以用其检测到恐怖分子掩藏在衣服或行李下面的武器和爆炸物;建筑工程师可以用热像仪监测混凝土建筑中钢结构的情况。
    资料参考:《网络综合、中国MB》

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