奇特的“薄片雷达”

在城里驾驶汽车的人,常常会碰到倒车时的麻烦,稍不留神就会撞到各种障碍物, 如墙壁、后面的汽车、路上的行人,等等。然而,当你的汽车安装上新式的薄片雷达之后,这种情况可能就再也不会发生了。

这种薄片雷达实际上是一种微功率脉冲雷达(简称 MIR),是美国加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的电子工程师麦克尤恩及其同事在研制核武器时的一件副产品。麦克尤恩研制成的微功率脉冲雷达固定在 1.5 平方英寸的线路板上(薄片雷达因此得名),通过一根或两根无线电天线传送和接收远达 200 英尺的无线电波。天线只要 15 英寸长即可,它被直接焊在线路板上。整个装置比其他任何雷达消耗的能量都少,一对

AA 型电池可使它工作八年。估计未来这种装置的费用甚至可以低于 10 美元,整个电路系统可以压缩焊到一块计算机芯片上。

MIR 带有速测电子取样器,这种取样装置能使MIR 在低功率条件下准确地分析出极短的无线电脉冲。MIR 发射出的脉冲比其他雷达的短得多,每条脉冲不到十亿分之一秒长,每秒 MIR 将发射出百万次这种特别短的脉冲。因此,它能在非常宽的无线电频率范围内工作,同时还不易受到其他雷达系统的干扰。除此之外,MIR 还有许多其他的优点。例如,它可以在一个较低频率范围内工作, 因此能更好地穿透水、冰和水泥;它不受温度和噪声影响,故优于现有的红外线和超声波传感装置。红外线易受到强太阳光或振动的热物体的影响,而超声波会因空气的温度不同而失真,会被湿气吸收,并且对周围的噪声敏感。这使得麦克尤恩敢于预言微功率脉冲雷达技术“将使科技进入到几乎逐步淘汰超声波技术的阶段”。

的确,MIR 的功能是多方面的。就其广泛的用途而言,就可以应用于汽车、家庭、工厂和医院等各个方面。

美国阿梅里冈是第一个采用MIR 技术进行产品研制的公司。该公司打算将这项技术应用到汽车安全系统,例如汽车后退用的监视系统中。将它安装在尾灯、车档或车后行

李盖上,一旦倒车,监视系统即开始工作, 当车接近后面停放的汽车或其他物体时,系统就会发出声音,并随着距离的缩短而升高。当间距在六英寸以内时,系统就开始发出“嘟嘟”的警告声。阿梅里冈已生产了一些样品出售给汽车制造商,大约在 1997 年后就会有第一批配有此装置的汽车问世。其价格低于 200 美元。

阿梅里冈公司还计划生产一种新产品,当要改变汽车车道时,它能在汽车两边的盲区发出雷达波。假如探测到其他车辆, 它会立即发出警告。其价格与上述装置差不多。将来进一步研制的装置还有:智能行驶自控装置,当前面路面上有车时,该装置会使车速自动放慢;预期碰撞系统,它能自动准备好空气袋以应急;雷达传感器,用来探测公路上的事故并及时调整车辆停驶。

为了使雷达能起到探测速度和使汽车自动停下来的作用,雷达必须被聚焦成一条狭窄束,这项被称为合成束的技术目前正在研究中。在汽车上要安十几种不同用途的薄片雷达,而且在应用时互不干扰,因为每秒MIR 发射出百万次左右的脉冲,这些脉冲彼此间隔的时间并非均匀且随意变化,因此每一个 MIR 都有自己的明显模式,每一个雷达都很容易识别自己的回波,即使是其他雷达在附近工作也不会受影响。

总之,随着微功率脉冲雷达技术的开发和它在车辆制造技术中的应用、推广,将会使 21 世纪的交通更为安全、可靠。