1、移動(dòng)物體 當Wi-Fi無(wú)線(xiàn)電波被一個(gè)移動(dòng)物體彈開(kāi)后,其頻率發(fā)生變化。例如,假如一個(gè)人走向了Wi-Fi波源,反射波的頻率增強;而假如這個(gè)人正在遠離波源,反射波的頻率就降低。
2、常規OL路由器 一個(gè)常規Wi-Fi無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)路由器讓整個(gè)房間成為一個(gè)充滿(mǎn)特定頻率無(wú)線(xiàn)電波的區域,通常是2.4或5千兆赫。
3、基準信號 雷達系統的一根天線(xiàn)追蹤房間內的基準無(wú)線(xiàn)信號。
4、位移信號 第二根天線(xiàn)檢測由移動(dòng)物體反射過(guò)來(lái)的無(wú)線(xiàn)信號,這些信號的頻率被改變。
5、信號處理,確定位置 通過(guò)對比兩根天線(xiàn)探測到的無(wú)線(xiàn)信號,信號處理系統計算出移動(dòng)對象所處的位置、速度及動(dòng)向。
美國國防部高級研究計劃局研發(fā)的穿墻雷達“雷達示波器”,它可以穿透約0.3米厚的混凝土墻。
英國劍橋顧問(wèn)公司設計制造的“Prism200”穿墻雷達。
透過(guò)一英尺厚的墻壁,“看”到墻那邊人的位置、移動(dòng)速度和動(dòng)向,甚至根據細微的呼吸探測到靜止不動(dòng)的人,這就是英國國防部最近資助研究的Wi-Fi穿墻雷達。它體積小巧,非常適合巷戰或警方的人質(zhì)解救行動(dòng)。而且由于其本身并不發(fā)射任何無(wú)線(xiàn)電波,所以不會(huì )被反雷達裝置偵測出來(lái)。
在20世紀30年代,美國海軍研究人員偶然發(fā)現了雷達的原理:當他們看到飛機飛過(guò)無(wú)線(xiàn)電發(fā)射塔的時(shí)候,其反射了無(wú)線(xiàn)電波。科學(xué)家們現在利用同樣的原理制作出了第一臺基于Wi-Fi信號的透視雷達:追蹤現有的Wi-Fi信號,可透過(guò)墻體窺探到墻那邊的人。
如今,美國有61%的家庭存在Wi-Fi無(wú)線(xiàn)信號,而全球有25%的家庭存在Wi-Fi無(wú)線(xiàn)信號,于是,倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員卡爾·伍德布里奇和凱文·切迪因應這些無(wú)處不在的信號研發(fā)出了他們的探測器。
物體輻射的波長(cháng)因為波源和觀(guān)測者的相對運動(dòng)而產(chǎn)生變化,這種現象被稱(chēng)為多普勒效應。而他們的雷達原型機,也是通過(guò)識別Wi-Fi信號頻率的變化來(lái)探測移動(dòng)的物體。
該原型機是一個(gè)手提箱大小的盒子,里面包含有一個(gè)裝備了兩根天線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)電接收器以及一套信號處理系統。在測試中,他們利用這套裝置來(lái)確定一個(gè)人的位置、速度和動(dòng)向———甚至是隔著(zhù)一道一英尺厚的墻來(lái)進(jìn)行偵測。
Wi-Fi雷達的應用范圍非常廣:在民用方面,它可以發(fā)現入侵者、不著(zhù)痕跡地監控兒童和老人、幫助警方解救人質(zhì);在軍用方面,英國國防部已經(jīng)開(kāi)始資助這項研究,以確定其是否可以用于城市作戰,畢竟,用這個(gè)東西來(lái)掃描建筑物,發(fā)現其中隱藏的敵人,是非常方便的。
除了這款Wi-Fi穿墻雷達,此前已經(jīng)有過(guò)幾款穿墻雷達問(wèn)世,最出名的是美國國防部高級研究計劃局(D A R PA)研發(fā)的“雷達示波器”,它可以穿透約0 .3米厚的混凝土墻,穿透后的作用距離約為15米,并且在幾秒鐘內就可以判斷出隔壁是否有人。它的原理與地質(zhì)勘探中使用的頻率步進(jìn)雷達比較相似。
“雷達示波器”先發(fā)射出脈沖信號,這些信號遇到物體反射,由于波源和觀(guān)測者之間有相對運動(dòng),因此產(chǎn)生多普勒效應,根據波頻率改變的細微變化,“雷達示波器”便可以勾勒出墻壁那邊的情況。
此外,還有英國劍橋顧問(wèn)公司設計制造的“P rism 200”穿墻雷達,它能夠穿透大約40厘米厚的門(mén)、磚墻、石板以及混凝土墻體,探測范圍可延伸至15米。
“Prism 200”穿墻雷達的原理也是通過(guò)發(fā)射超頻率雷達脈沖和接受回波信號來(lái)快速估測墻壁另一邊的情況,獲取其中隱藏不明的人體及活動(dòng)物體的精確位置信息。
此次研發(fā)出的Wi-Fi穿墻雷達,與之前各種穿墻雷達明顯不同之處就在于,這套裝置本身是不會(huì )發(fā)射出任何無(wú)線(xiàn)電波的,所以它不會(huì )被檢測出來(lái),不會(huì )觸發(fā)敵方的反雷達裝置。但也正是因為這一點(diǎn),它在沒(méi)有W i-Fi信號源的地方,是無(wú)效的。
研究人員卡爾·伍德布里奇指出,經(jīng)過(guò)改進(jìn),這套設備可以變得更加靈敏,足以偵測到那些站立或坐著(zhù)靜止不動(dòng)的人,因為他總要呼吸,而一呼一吸間的細微移動(dòng),都會(huì )被探測出來(lái)。只要一個(gè)人被無(wú)線(xiàn)電波所包圍,就有辦法測出他的呼吸率。
尼爾·帕特瓦里在猶他州立大學(xué)的無(wú)線(xiàn)工程組利用20個(gè)低成本的無(wú)線(xiàn)電發(fā)射裝置設計了一個(gè)網(wǎng)絡(luò ),并將這個(gè)網(wǎng)絡(luò )布置在一張病床的周?chē)又?zhù)他們創(chuàng )造出一種算法,就可檢測一個(gè)靜止不動(dòng)的人的呼吸,效果優(yōu)于目前的探測器。
帕特瓦里計劃在年底前升級算法,以便過(guò)濾掉肢體動(dòng)作造成的波動(dòng)影響。