В начале 2015 года журнал USA Today опубликовал статью о портативных радарах Range-R, которые используются в американской полиции и других государственных учреждениях. Система «видит сквозь стены», а точнее говоря: регистрирует движение в помещении. Высокая чувствительность радар может определить дыхание человека, скрывавшего внутри здания, за несколькими стенами.
Существование такого устройства удивило многих журналистов, которые должны были написать о возможностях Range-R. Эти радары серийно производятся для армии и разведки и используются, например, ФБР – во время спасения заложников, пожарными – при поиске в разрушенных зданиях раненых, полицейскими США – для ловля беглецов.
Раньше эта технология была доступна только для некоторых государственных служб, однако, технологический прогресс внес свой вклад в падение цен, что позволило расширить круг пользователей. Радар Range-R стоит около 6 000 долларов, в то время как прототипы новых радиолокационных системы построены из легко доступных недорогих модулей Wi-Fi.
Как смотрят сквозь стены
Устройство Range-R имеет датчики, способные «заглянуть» за стены (Through-the-Wall Sensors, TTWS). Принцип действия такой же, как и в других радарах: датчики сканируют просматриваемую область радиоволнами, которые, при обнаружении препятствия, возвращаются к приемнику, а тот регистрирует отраженное излучения.
К сожалению, это только в теории. Создателям TTWS пришлось объединить в одном устройстве несколько технологий и передовые методы обработки данных. Операторы радара должны пройти длительное обучение, чтобы понять, как читать данные с него.
Большинство радаров TTWS работает в диапазоне частот 1-10 Ггц. Излучение в этом диапазоне подходит для проникновения сквозь бетон, дерево, пластик, стекло и другие стены. Чтобы в этом убедиться, посмотрите на распространение вашей домашней сети Wi-Fi.
Чем выше частота, тем меньше проникновение излучения сквозь стены. В свою очередь, более высокие частоты повышают точность в определении размеров объекта и расстояния. Более того, некоторые материалы, избирательно поглощают радиоволны в узком диапазоне. Из-за этого дополнительные сканеры имеют возможность переключения используемых частот или их можно использовать для широкого диапазона радиочастотного спектра.
Благодаря коротким импульсам, пользователь может оценить расстояние до объекта путем измерения времени, которое требуется на преодоление волной расстояние до препятствия и обратно. Обнаружения движения осуществляется на основе эффекта Доплера: волна, отраженная от движущегося объекта, мягко изменяет свою частоту, что позволяет, например, обнаружить небольшое движение грудной клетки дышащего человека.
Нет сомнения в том, что устройства TTWS имеют много ограничений. Одним из них является тот факт, что радиоволны не проникают через металл. В связи с этим, они не могут идентифицировать человека, находящегося в закрытом автомобиле или в здании, покрытом слоем алюминия. Подобные металлам свойства имеет вода: мокрый пористый бетон – это также очень хорошая защита от радиоволн TTWS.
Уровень сигнала ослабляет толстый слой бетона или кирпича, а если сумма толщины стен, отделяющих радар от желаемого объекта, превышает 30 сантиметров, обнаружить его будет невозможно.
Большинство устройств может обнаруживать препятствия на расстоянии 15-20 метров, а устройства с большими антеннами и мощными блоками питания могут дотянуться даже на 70 метров. Как правило, в доме много движущихся объектов, например, животные или шторы. Хотя радары, как правило, используются для обнаружения людей, интерпретация объекта не всегда верна, особенно если измерение длится слишком короткое время (менее минуты).
Большинство радаров портативные. Чтобы устранить колебания, оператор должен прижимать устройство к стене проверяемого здания. Однако, бывают ситуации, когда нельзя приблизиться к стене, поэтому некоторые модели оснащены штативами, установлены на роботах или дронах.
Самые простые радары TTWS показывают остался ли кто-то в живых и/или движется здании. Более сложные определяют расстояние до объекта и направление движения, позволяют определить приблизительную конструкцию здания и его внутренних помещений в двух или трех измерениях.
Многообещающе выглядят экспериментальные решения (по крайней мере, в лабораторных условиях). Например, мобильная система Wi-Fi, установленная на роботах, сгенерировал карту абсолютно незнакомого дома с точностью до 2 сантиметров. Пока что эта технология, однако, является фикцией, когда дело доходит до массового производства.
Как предотвратить. Лучшей защитой от TTWS является экранирования здания, просто укрепить свой дом толстой бетонной конструкцией. Хорошим решением является также покрытие его слоем алюминия или оклейка металлизированными обоями. Или заведите трёх собак – их постоянные и хаотичные движения собьют с толку большинство радаров.
Этот страшный (но, не очень) терагерц
Если Вы отслеживаете научно-популярную информацию, конечно, слышали что терагерцевые радары могут видеть сквозь любые стены и чувствовать бомбы издалека. Эта тема периодически появляется в интернете после того, как какая-нибудь лаборатория сообщит в своём пресс-релизе, что достигла большого успеха в этой области.
Дело в том, что терагерцовые радары уже используются для контроля пассажиров в аэропортах. О них стали громко говорить, когда оказалось, что они показывают очень подробное изображение тела человека, без учета одежды.
Большинство других вариантов использования терагерцовых волн (работающих в области спектра 300GHz-10THz) остается в области научной фантастики. На самом деле, есть ещё много нерешенных проблем: от исчезновения сигнала при проникновении через различные барьеры до проблемы создания компактных излучателей высокой мощности.
Ещё одна городская легенда: ИК-камеры, которые заглядывают за стену. Вопреки распространенному мнению, тепловые детекторы не могут этого сделать. Детектор ИК не может пройти даже через слой матового стекла или фанеры.
Как предотвратить. Снимать ли шапку из фольги – решать Вам.
