能捕捉毫米级心跳生命探测雷达算不算“黑科技”

　　持恩

　　一般我们说到雷达，都是为了看得更广、更远、更清楚，不管是用在电车还是军事战争上。但雷达生命探测是要在更复杂的环境中，捕捉一个微弱至极的信号：人心跳的幅度。

　　前段时间的缅甸大地震发生后，我国民间救援力量之一深圳公益救援队立刻奔赴灾区，随身还带了一台新型雷达生命探测仪。

　　在缅甸曼德勒的一家七层建筑物废墟中，这台生命探测仪发现了废墟下传来的生命信号。志愿者回忆，当时还以为是猫或者老鼠，但换了几个角度还是有生命迹象，挖下去后果然发现一名被困男子。

　　之所以能用雷达监测生命迹象，其实也离不开雷达运作的基本原理。

　　雷达一般包括发射机、接收机、天线、信号处理单元以及显示部件。发射机会发出高频电磁波，通过天线发向目标地；当电磁波碰到目标时，会发生散射或者反射，其实就是沿着电磁波原来的照射方向返回；再被接收机接收到，进行处理，包括滤波、放大、频谱分析等，显示部件最终会把信息整理成普通人看得懂的讯号。

　　生命探测仪也是一样的原理，从这个角度来说确实不算什么“黑科技”。

　　可是问题在于，当我们呼吸、心跳时，胸腔是会有波动，但这种波动发出的电波频率只有零点几赫兹，幅度可能只有毫米级，更别说受伤时的情况了。并且这些回波信号特别容易被淹没在雷达系统固有的噪声中。

　　再者就是环境干扰和噪声。自然灾害后的灾区有太多干扰，墙体、墙体中的金属、天气等都会阻挠雷达的生命探测，这跟普通雷达通过单一空气介质的传播完全不同。

　　根据雷达的运作原理，接收器不知道要在灾区收到多少物体回波信号，所以要准确判断人被困何处，信号处理技术必须有更精准、智能的提升。

　　还有目标识别的复杂性。就像深圳公益救援队志愿者所说，有时候还要判断一下回来的数据是人还是动物；更现实的情况下，还要判断对方的生命状况。这仍要依赖信号处理和分析技术。

　　最后一个问题就是技术交叉的难度。雷达生命探测仪不仅要在雷达功能上做到极致，还要懂生命医学、人工智能；硬件上还要有高灵敏度的雷达天线、低噪声的接收系统，同时整个体积还必须便携。

　　任何一环掉链子都会影响生命迹象的高效检测，这也是为什么用雷达探测救灾一直是一个难题。

　　我国空军军医大学王健琪团队从20 世纪90 年代开始，就在研究这么一个理想化的救灾雷达，最终一步步解决了上述难点，才把这一技术在国内普及开来。

　　比如针对生命信号的生理特征，王健琪团队设计出了一款高敏感雷达收发系统，解决了信号滤波和功率放大的匹配难点——生命信号要从诸多干扰中跳出来，还要能自己放大，让机器能判断幸存者的情况。

　　其实总的来说，并没有什么所谓的“黑科技”，只不过是研究人员在不断实践中，一点一点用不同的技术手段补上短板，再通过规模化降低成本，才终于让雷达生命探测仪更广泛地用于救灾一线。