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我国研制出新型雷达 可探测一英里外的蚊子

导读: 我国科学家表明正在开发一款灵敏度非常高的新型雷达,该雷达能够探测到一英里以外的蚊子。据参与政府项目的研究人员称,该设备使用了最新的军事技术,可测量个体水平的昆虫翅膀拍打速度。

据麦姆斯咨询报道,我国科学家表明正在开发一款灵敏度非常高的新型雷达,该雷达能够探测到一英里以外的蚊子。据参与政府项目的研究人员称,该设备使用了最新的军事技术,可测量个体水平的昆虫翅膀拍打速度。据说,这款雷达可用来追踪迁徙的蚊子,并警告那些有可能患上疟疾或寨卡病毒等疾病的人们。

去年就有消息称,中国正在制造一种可以探测隐形飞机的新型雷达。最近,一份国际战略研究所的报告警告称,中国正在通过扩大军事能力来挑战西方的军事霸权,并将于2020年投入使用隐形战斗飞机。

一位不愿透露姓名的研究人员在接受《南华早报》的记者采访时表示:“目前,识别并追踪单只蚊子大小的目标,不再是科幻小说里的情节。事实上,我们马上就能让这项新型雷达技术走出实验室,使用它来拯救生命。”

来自北京理工大学(BIT)该项目的负责人龙腾,已就这一课题发表了多篇研究论文。事实上,龙腾教授在2016年就提出了获取昆虫在个体水平上的3D飞行轨迹的新方法,去年在英国著名杂志《Nature》上发表了题为《Micro-Doppler measurement of insect wing-beat frequencies with W-band coherent radar》的论文表明:雷达可用于识别物种。龙腾领导的团队已获得我国政府8200多万元的资助,以建造全系列的蚊子探测雷达进行现场测试。

龙腾教授的论文中详细阐述了使用W波段相干雷达探测昆虫的原理。通常情况下,昆虫的翼拍频率高于10 Hz,因此可利用低于10 Hz的高通滤波来分离翼拍调制信号(wingbeat-modulated signal),如下图。然而,实验中发现,S波段中翼拍引起的信号强度相对较弱,S波段雷达仅能够测量体长大于24毫米的较大昆虫的翼拍频率。W波段测量的翼拍平均功率比S波段的高一个数量级。因此,使用W波段相干雷达探测昆虫更为合适。

我国研制出新型雷达 可探测一英里外的蚊子

图为昆虫的身体运动与翼拍信号的分离调制

同时,龙腾教授的实验还表明,测量昆虫的翼拍频率,微多普勒相位测量精度高于基于振幅的测量方法。基于相位调制的最小翼拍频率估计误差比基于幅度调制的最小翼拍频率估计误差低三倍。

我国研制出新型雷达 可探测一英里外的蚊子

图为两种测量方式的翼拍频率提取,差异显著。所提取的振幅和相位分别显示于A和C中。随后用傅立叶变换分别测量,得到B和D中的拍频。黑色椭圆标记了对应于翼拍频率的峰值

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