美國的RadarVision系統(tǒng)

美國的TimeDomain公司于1998年推出了他們的第一款穿墻雷達(dá)RadarVision1000，它采用超寬帶技術(shù)和一發(fā)一收天線，系統(tǒng)工作時，雷達(dá)依靠硅—鍺專用集成電路構(gòu)成的時間芯片發(fā)射和接收脈沖，并有相關(guān)芯片將脈沖積聚成波形，經(jīng)處理器分析后最終在顯示器上以紅色暗影的形式，將墻壁另一側(cè)的目標(biāo)顯示出來?？纱┩敢话銐Ρ冢荒芴峁┚嚯x維信息。直到2002年，該公司又推出了RadarVision1000的升級版—RadarVision2000，它采用了收發(fā)天線陣列，可實(shí)現(xiàn)二維成像。在RadarVision系列的基礎(chǔ)上，該公司繼續(xù)推出了SolidVision系列，其中的SV2000A1就是一種編寫超寬帶雷達(dá)。但但其探測距離不夠理想，而且分辨率不高。

俄羅斯的“RASCAN”系統(tǒng)

俄羅斯的Remote Sensing Lab 設(shè)計(jì)了“RASCAN”系統(tǒng)，其工作頻率在1~10GHz，可以遠(yuǎn)距離探測10m厚混凝土墻壁后的活動目標(biāo)。

國內(nèi)研究動態(tài)

在國外做穿墻雷達(dá)研究的同時，國內(nèi)也越來越認(rèn)識到穿墻雷達(dá)的重要性，緊隨國際潮流，展開了一系列的穿墻雷達(dá)的研究。

2005年，我國研制的“警視”系列隔墻探測雷達(dá)，利用了雷達(dá)生命特征信號監(jiān)測技術(shù)了，可隔墻掃描探測并給出探測區(qū)域內(nèi)人員的大致位置和分布情況。“警視一Ⅱ”探人雷達(dá)是專為公安、武警等部門的特種需求而設(shè)計(jì)研制的，主要用于在建筑物內(nèi)隔墻(厚度小于國家建筑標(biāo)準(zhǔn)24厘米的磚混結(jié)構(gòu)墻體)探測用常規(guī)方法難以發(fā)現(xiàn)的活人。如隔墻探測、監(jiān)視室內(nèi)人員;警察破門前，可探測室內(nèi)罪犯狀況等?？梢栽谝欢ň嚯x內(nèi)穿透一定厚度的墻體探測到靜止人員的呼吸、體動信號，從而實(shí)現(xiàn)隔墻探人的功能。“警視一Ⅲ”探測雷達(dá)是其最新型號，探測距離遠(yuǎn)，穿透能力強(qiáng)，不僅可以穿透非金屬遮擋物探測是否有人員活體存在，并能在電腦終端精確顯示其所處距離。此外還可縱向跟蹤人員的運(yùn)動情況并顯示其運(yùn)動軌跡。該探測雷達(dá)在穿透0.5米厚鋼筋混凝土或磚混墻體后。還可以探測到15米以內(nèi)的人員目標(biāo)，距離分辨率小于10厘米。系統(tǒng)視場為120度，總重量小于10千克。電池(可充電)供電可連續(xù)工作兩小時。

電子科技大學(xué)從2005年開始展開了對穿墻雷達(dá)的探索研究，經(jīng)過幾年的努力和大量的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)已經(jīng)生產(chǎn)了步進(jìn)頻超寬帶穿墻雷達(dá)樣機(jī)，該雷達(dá)工作在1~20GHz能穿透40cm厚的一般水泥墻，實(shí)時給出目標(biāo)的個數(shù)，方位，距離信息，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)跟蹤成像等，有效探測距離可達(dá)15m。

南京理工大學(xué)根據(jù)穿墻生命探測的特點(diǎn)，提出了基于正弦調(diào)制，擴(kuò)頻連續(xù)波體質(zhì)的穿墻探測方案，研制完成了該探測器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并且進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。

國防科技大學(xué)對穿墻雷達(dá)回波進(jìn)行了建模，提出了基于小波變換的方法對雷達(dá)信號進(jìn)行處理，并采用超寬帶沖擊波體質(zhì)，對非金屬墻壁后的人體目標(biāo)進(jìn)行檢測，探測距離3~5m.。

另外中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所也在積極進(jìn)行穿墻雷達(dá)相關(guān)研究，目前已經(jīng)取得相當(dāng)?shù)某煽儭?/p>

發(fā)展現(xiàn)狀

穿墻探測在目前來說，是一個非常有前景但也頗具挑戰(zhàn)性的問題。前景在于，目前很多場合都迫切需要一種設(shè)備能夠?qū)崟r準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)障礙物后面感興趣的目標(biāo)，并且這種信息越來越細(xì)節(jié)越好，然而，雖然理論上利用回波來探測可行的，實(shí)際上由于種種因素，如環(huán)境因素、空氣濕度、墻體厚度、墻體結(jié)構(gòu)、墻體材料等得限制，大大增加了穿墻探測的難度。

穿墻探測本身就是一個比較難得問題，因?yàn)閴w的厚度、材料、溫度、濕度等環(huán)境因素千變?nèi)f化，要在如此復(fù)雜的一個背景下面提取出人們感興趣的信息本身就很困難，想要精確提取更難，這導(dǎo)致了基于多種技術(shù)手段的穿墻雷達(dá)的產(chǎn)生，比如超聲波、毫米波、X射線、紅外線等技術(shù)，以用來對付不同環(huán)境下的干擾，適用于不同環(huán)境。這雖然為穿墻雷達(dá)提供了部分解決思路和技術(shù)途徑，然而這些技術(shù)本身也存在這樣那樣的不足，例如：超聲波雷達(dá)的傳感器特別容易受溫度、濕度和噪聲的影響，穿透性能很差;毫米波雷達(dá)雖然對一些非金屬介質(zhì)如塑料、木板等有一定的穿透力，但對于國內(nèi)非常普遍的混凝土和磚塊結(jié)構(gòu)的墻穿透效果很差;X射線雖有較強(qiáng)的穿透能力，但對人體有害，會威脅到人類的健康。所以超寬帶雷達(dá)在穿墻探測方面就脫穎而出：一方面其發(fā)射的超寬帶信號具有高的距離分辨率，有利于目標(biāo)的檢測和定位;另一方面其發(fā)射的超寬帶信號具有相對較低的工作頻率，而且?guī)捄軐?，所以該頻段的電磁波可以穿透多種類型的墻壁，能夠保證雷達(dá)在有較強(qiáng)的穿透能力的同時還具有較大的作用距離，具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

發(fā)展趨勢

穿墻雷達(dá)最近幾年的主要發(fā)展趨勢還是向小型化，便攜式，低能耗，易使用，多功能方面發(fā)展最小的穿墻雷達(dá)小到如手電筒大小。其系統(tǒng)模式主要由天線、收發(fā)信機(jī)、數(shù)據(jù)采集(ADC)、數(shù)據(jù)處理(DSP)、顯控平臺(ARM)組成，其中現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)因其靈活、高速、兼有ASIC和DSP的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的青睞。同時，F(xiàn)PGA里面的資源越來越多，現(xiàn)階段的高端FPGC都集成ARM和DSP核，按照這個發(fā)展趨勢，以后的便攜式雷達(dá)系統(tǒng)很有可能僅用一個高端的FPGA芯片就可以完成。

結(jié)束語

通過隔墻探人系統(tǒng)資料的查閱，加深了我對隔墻探人系統(tǒng)的認(rèn)識，對當(dāng)前的主要隔墻探人原理和系統(tǒng)有了一定的了解。我相信經(jīng)過這樣的積厚薄發(fā)一定能對我在今后對武器系統(tǒng)方面的研發(fā)和設(shè)計(jì)上有很大的幫助;同時也只有像這樣時刻了解國際上隔墻探人系統(tǒng)的研發(fā)動態(tài)，我們才能在吸收國外的先進(jìn)思想下自主研發(fā)出我們中國人自己的隔墻探人系統(tǒng)，才能讓我國的國防軍隊(duì)克敵制勝，才能為我國的國防事業(yè)貢獻(xiàn)力量。