穿墙透视技术离我们还远吗?

润语

如果科技可以实现类似这种科幻的畅想，那将带来非常重要的现实意义。比如，地震发生后，房屋倒塌，大厦变成瓦砾，人和动物可能不幸被掩埋在废墟中。这种情况下，救援人员都会拼命地在废墟中寻找生命的迹象。想象一下，如果救援人员能“透视”瓦砾，发现废墟之下的幸存者，测量他们的生命体征，甚至直接产生受害者的图像，这将为救灾带来质的改变。

事实上，这样的现实或许离我们并没有那么遥远。借助“穿墙透视雷达技术”，这很快将成为可能。早期版本的技术能够显示一个人是否在房间里，它已经投入使用了数年，还有一些技术能够在某些特定条件下测量出生命体征的信号。

艾利·法赛是一名研究电磁通信和成像系统的电气工程师。他和其他一些工程师正借助高速计算机、新型算法和能够收集大量数据的雷达收发器，让现实中的技术更接近超人那种“透视眼”的效果。这项新兴技术能够确定墙体或障碍物后面有多少人，他们在哪里，可能携带着什么物品，在军事用途中，它甚至可以确定他们可能穿着什么类型的护甲。

会穿墙透视技术的雷达

“Radar”（雷达）原本是无线电探测与测距的英语首字母缩写。和手机一样，雷达使用的也是电磁波，它利用无线电波发送以光速传播的信号。如果信号遇见物体，比如一架飞机，它就会被反射回接收器，在一定的延时后，雷达的屏幕上就能看到反射回来的波，这就可以用来估计物体的位置。

1842年，奥地利物理学家克里斯蒂安·多普勒描述了一种现在被称为“多普勒效应”的现象，它说的是，信号频率的变化与信号源的速度和方向有关。举个例子：当救护车向你驶来，经过你身边随后远离时，你能感觉到它的警报声调发生变化。

利用雷达追踪墙壁另一侧的物体，关键是要有非常灵敏的天线，可以接收到被大幅减弱的反射无线电波。

应急救援雷达生命探测器

穿墙雷达工作原理

多普勒雷达正是利用这种效应来比较发射和反射信号的频率，从而确定移动物体的方向和速度，比如雷雨和超速的汽车。多普勒效应可用于检测微小的运动，包括心跳和呼吸相关的胸腔运动。在这种情况下，多普勒雷达会向人体发射信号，反射的信号因吸入或呼出动作而不同，甚至会因心率而产生差异。因此，这项技术能够准确地测量这些生命体征。

当波遇见实心墙体（比如石膏墙或木墙）时，其中一部分会从表面反射回来，而剩下的一部分则能穿过墙壁，特别是相对低频的无線电。如果发射的波遇到了金属物体或者人体时，它就可以被完全反射回来，因为人体的含水率很高，具有很强的反射性。

当雷达接收器足够灵敏（当然要比普通雷达接收器要灵敏得多）时，它就可以接收到穿过墙壁的反射信号。使用成熟的信号处理技术，过滤掉墙体和家具等静态物体的反射，就能分离出人们真正感兴趣的信号，比如人的位置等各种有用信息。

雷达传感器功能越来越强

以往，雷达技术在协助灾害管理和执法方面的能力一直有限，因为它没有足够的计算能力和速度过滤掉碎石等复杂环境中的背景噪声，并生成实时图像。

但如今，雷达传感器有能力收集和处理大量数据，即使在恶劣的环境中也能做到，并且能够生成目标的高分辨率图像。通过复杂的算法，它们可以近实时地显示数据。这需要高速的计算机处理器快速处理大量数据，它还需要能快速传输数据的宽带电路，从而提高图像的分辨率。

毫米波无线技术的最新发展，从5G到5G+甚至更高配置，可能有助于进一步改进这项技术，利用更宽的带宽提供更高分辨率的图像。无线技术还将加快数据处理时间，大大减少了延迟。

法赛的实验室正在开发远程描绘墙壁电气特征的高速方法，这有助于校准雷达波并优化天线，使波更容易穿过墙壁，将墙壁的阻碍降到最低。团队还开发了软件和硬件系统，来实现雷达系统的大数据近实时分析。

拥有“超人”的力量

目前，由于天线尺寸的限制，能够做到穿墙透视的低频雷达系统通常是“庞然大物”。电磁信号的波长与天线的大小有关，科学家一直努力将穿墙透视雷达技术推向更高的频率，以便建造更小、更便携的系统。

这些穿墙透视雷达能追踪个体的运动以及心跳和呼吸频率。这项技术还可用于从远处确定建筑物的整体布局，甚至可以深入墙体内部确认管道和电线的位置，并且探测隐藏的武器和饵雷。

除了为灾难应对、执法和军方提供工具外，这项技术还可用于监测老年人，或者从病房外获得感染性疾病患者的生命体征。

未来，人们同样希望它能与更多技术结合。比如，甚至有人在研究一种穿墙透视的雷达，它可以生成足够精确的人脸图像，供面部识别系统进行精准识别。这样一来，人们可能会真正拥有“超人”的力量。