用雷达做穿墙挂能行吗？-

微信网友Lord：什么样的电磁波信号，能够穿透混凝土或者是砖墙呢？
马岩：这个要看用电磁波来做什么啦。有一个基本原则是：在一定频段内，电磁波的频率越高，穿透墙壁的能力越差（在介质中的衰减速度越快）。
如果是用来通信的话，不用太过纠结电磁波“穿透”墙壁的能力。只要房间不是绝对封闭，电磁波都能通过门缝等空间以衍射的形式“溜”进来。比如，我们在卧室能够连接到客厅的WIFI，事实上大部分信号是“绕过”墙壁来到卧室的。而直接“穿墙而过”的信号虽然也存在，但不是主流，因为在通过墙壁时，绝大部分能量会损耗掉。要想降低这种损耗，就要选择低一些的频率。比如，5GHz频率的信号在穿过10厘米厚的砖墙时，强度会衰减80%，而如果换成1GHz的信号，只会衰减40%。使用过5G和2.4G频段WIFI的读者，如果细心试试，能对两种信号的“穿墙”能力身有点体会。
高频率虽说“穿墙”实力不足，但能够带来更大的带宽和传输容量，而且设备、天线所需要的尺寸比低频率的更小，因而需要全面权衡。军事通信中要考虑“穿墙”的场景不多，现有的短波、超短波电台工作在3~300MHz频段，在房间内使用问题不大。卫星通信大多使用1GHz以上频段，而且功率小，传输距离远，因此是不具备“穿墙”能力的。
如果要制成雷达来探测墙壁另一侧的状况，情况就更复杂了。
首先，信号损耗倍增。雷达发出的电磁波要穿过墙壁，被目标反射，而后再穿一次墙才能被接收机接收。这还没有考虑遇到介质分界面的反射、目标的吸收、入射角度的影响等等因素，所以坚持到最后顽强抵达接收电路的雷达脉冲，已极其微弱。其次，信号处理难度大。“穿墙”雷达收到最强的回波来自于面前的墙体，必须将其滤除掉。要求如果再高一点，还要将探测数据生成二维甚至三维图像，数据处理量大。最后，要保证实时性。如果像体检拍X光一样等半小时才出结果的话，墙那边的状况跟薛定谔的猫也没什么两样了。
“穿墙”雷达选择的频段大多是1～10GHz，实际上和家用WIFI的频率差不多。使用较高频率能够提升雷达的分辨率。但如果频率过高，衰减作用会使探测距离缩短。为了同时达到理想的穿透深度和分辨率要求，这种雷达的工作频段非常宽，属于超宽带雷达。“穿墙”雷达可以探测到建筑物内人员的准确位置和轻微活动，可以用于军事侦察、人质营救和生命探测等场合。

▲ 俄罗斯国民警卫队使用的RO-900手持穿墙雷达，仅重800克，可以穿透40厘米的墙壁，最大探测距离11米

▲ 美国国土安全局使用的RANGE R穿墙雷达，工作在3GHz，探测视场宽度达160°，探测距离15米

▲ VISOR探地雷达可用于探测地雷及路边炸弹，已装备美国、加拿大、澳大利亚、西班牙、土耳其、韩国等多国军队
基于同样原理，如果将发射和接收天线对准地面，让雷达波穿透连续的土壤、砂石、岩层等介质，就成了探地雷达。为降低衰减，提高探测深度，其工作频率相对更低，大多使用10MHz～2.6GHz频段。探地雷达可以用于探雷排爆、寻找地下埋藏物、工程探伤、地质勘测等领域。

本文由《兵器知识》杂志社与科普中国·光明网军事科技前沿联合出品。