“事實(shí)上，我們馬上就能讓這項(xiàng)新型雷達(dá)技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，使用它來拯救生命！”

雷達(dá)能用來追蹤蚊子嗎？據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，我國(guó)科學(xué)家表明正在開發(fā)一款靈敏度非常高的新型雷達(dá)，該雷達(dá)能夠探測(cè)到一英里以外的蚊子。據(jù)參與政府項(xiàng)目的研究人員稱，該設(shè)備使用了最新的軍事技術(shù)，可測(cè)量個(gè)體水平的昆蟲翅膀拍打速度。據(jù)說，這款雷達(dá)可用來追蹤遷徙的蚊子，并警告那些有可能患上瘧疾或寨卡病毒等疾病的人們。去年就有消息稱，中國(guó)正在制造一種可以探測(cè)隱形飛機(jī)的新型雷達(dá)。最近，一份國(guó)際戰(zhàn)略研究所的報(bào)告警告稱，中國(guó)正在通過擴(kuò)大軍事能力來挑戰(zhàn)西方的軍事霸權(quán)，并將于2020年投入使用隱形戰(zhàn)斗飛機(jī)。一位不愿透露姓名的研究人員在接受《南華早報(bào)》的記者采訪時(shí)表示：“目前，識(shí)別并追蹤單只蚊子大小的目標(biāo)，不再是科幻小說里的情節(jié)。事實(shí)上，我們馬上就能讓這項(xiàng)新型雷達(dá)技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，使用它來拯救生命?！眮碜员本├砉ご髮W(xué)（BIT）該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人龍騰，已就這一課題發(fā)表了多篇研究論文。事實(shí)上，龍騰教授在2016年就提出了獲取昆蟲在個(gè)體水平上的3D飛行軌跡的新方法，去年在英國(guó)著名雜志《Nature》上發(fā)表了題為《Micro-Doppler measurement of insect wing-beat frequencies with W-band coherent radar》的論文表明：雷達(dá)可用于識(shí)別物種。龍騰領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)已獲得我國(guó)政府8200多萬元的資助，以建造全系列的蚊子探測(cè)雷達(dá)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。龍騰教授的論文中詳細(xì)闡述了使用W波段相干雷達(dá)探測(cè)昆蟲的原理。通常情況下，昆蟲的翼拍頻率高于10 Hz，因此可利用低于10 Hz的高通濾波來分離翼拍調(diào)制信號(hào)（wingbeat-modulated signal），如下圖。然而，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，S波段中翼拍引起的信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)較弱，S波段雷達(dá)僅能夠測(cè)量體長(zhǎng)大于24毫米的較大昆蟲的翼拍頻率。W波段測(cè)量的翼拍平均功率比S波段的高一個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，使用W波段相干雷達(dá)探測(cè)昆蟲更為合適。

圖為昆蟲的身體運(yùn)動(dòng)與翼拍信號(hào)的分離調(diào)制同時(shí)，龍騰教授的實(shí)驗(yàn)還表明，測(cè)量昆蟲的翼拍頻率，微多普勒相位測(cè)量精度高于基于振幅的測(cè)量方法?；谙辔徽{(diào)制的最小翼拍頻率估計(jì)誤差比基于幅度調(diào)制的最小翼拍頻率估計(jì)誤差低三倍。

圖為兩種測(cè)量方式的翼拍頻率提取，差異顯著。所提取的振幅和相位分別顯示于A和C中。隨后用傅立葉變換分別測(cè)量，得到B和D中的拍頻。黑色橢圓標(biāo)記了對(duì)應(yīng)于翼拍頻率的峰值。