可发现间谍设备的新型雷达问世
作者： 邱锐
2013.11.06 来源： 中国科学报
受海豚用声呐捕捉猎物的原理启发，近日，英国南安普顿大学等机构的科学家开发出一款可以用于搜寻隐秘摄像头等间谍设备的雷达。相关研究成果日前发表于《英国皇家学会会报A》。
据了解，海豚通常利用声呐来搜寻、追踪猎物。当靠近猎物，比如鱼群时，它们会“吹”出一张“气泡网”，来驱赶、包围鱼群。这就要求海豚的声呐必须能够区别鱼群和气泡。
经过研究，英国南安普顿大学声音震动研究所教授Tim Leighton发现，海豚发出的声呐信号由两个紧密相连的脉冲组成。两个脉冲除相位相反外，其余特性完全相同。而这种特殊的声呐信号能够提高鱼群，也就是“目标物体”线性散射的强度，同时压制、降低海水气泡等“背景”产生非线性散射的强度，进而使海豚区分出鱼群和气泡的不同。
受此启发，Tim Leighton团队提出一种独特的声呐模型——“双反向脉冲声呐”，并且鉴于雷达与声呐的相似性，推断这种声呐模型同样适用于电磁领域。为此，该团队联合伦敦大学学院和英国科巴姆技术服务公司的研究人员一起将这一设想付诸实践，开发出“双反向脉冲雷达”。
“与双反向脉冲声呐类似，双反向脉冲雷达能够区分物体对电磁波的线性散射和非线性散射，进而分辨出目标物体和背景物体。不过，这种雷达最初设计的使用场景是，‘背景’散射非线性信号，‘目标’散射线性信号。而在实际使用中，‘背景’与‘目标’之间的关系却颠倒了过来。” Tim Leighton解释说，“在高强度电磁波的照射下，一些电子器件会散射非线性雷达信号，而其他物体则倾向于散射线性信号。”
为了测试这种雷达的有效性，研究人员用一个由偶极子天线和二极管等器件组成的电路当作“目标”（该电路可用于隐秘通信，常用于间谍设备中），一块30厘米×40厘米的铝板和一把生锈的夹钳作为“背景”。
经过测试，新型雷达接收“目标”散射信号的强度要高于“背景”散射信号强度的1000倍。这也就意味着，此种雷达能够从管线、易拉罐等金属物体中，辨识出带有某种电子电路的“目标”。而传统雷达或金属探测器则难以达到同样的效果。
Tim Leighton表示，一种6厘米长，2.8克重，售价仅为1欧元的二极管能够很好地散射双反向脉冲雷达发出的电磁波，容易被雷达发现，所以，其如果被制成定位识别标签，在新型雷达的帮助下，可用于确定佩戴它的动物或人员的位置，进而在救灾等行动中发挥重要作用。
不过，Tim Leighton同时表示，就算身处险境的人员没有携带这种二极管，只要其手机（无论是开机还是关机）在身边，双反向脉冲雷达就能够接收手机电路散射的电磁信号，进而定位手机，为救援人员提供必要的参考信息。
