Исследователи из Национального института стандартов и технологий (США) разработали метод использования радиосигналов для создания видео и изображений скрытых движущихся объектов в режиме реального времени. Метод позволит пожарным искать пути или жертв внутри задымленных горящих зданий, а также поможет отслеживать гиперзвуковые объекты, такие как ракеты и космический мусор. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
«Наша система позволяет в режиме реального времени получать изображения сквозь стены, а также на расстоянии отслеживать быстро движущиеся объекты, такие как космический мусор миллиметрового размера, летящий со скоростью 10 км/c, — говорит руководитель проекта Фабио да Силва. — Радиосигналы проходят практически через любые материалы: бетон, гипсокартон, дерево, стекло, а для создания кадра требуется всего несколько микросекунд. При этом сигналы передаются со скоростью света, настолько быстро, насколько это возможно физически».
Устройство представляет собой разновидность радара, который посылает электромагнитный импульс и принимает его отражение, измеряя потраченное на это время для определения расстояния до цели. Как правило, чтобы получить изображение здания во всем объеме, необходимо разделить все пространство на кубы и передавать радиосигнал в каждый куб отдельно, а потом анализировать отражение — это отнимает очень много времени. Новый метод позволяет сканировать все кубы одновременно.
Ученые объединили различные методы обработки сигналов и моделирования, чтобы создать новую математическую формулу для восстановления изображений. Каждый передатчик одновременно излучает разные шаблоны импульсов в произвольной последовательности определенного типа, которые интерферируют в пространстве и времени с импульсами от других передатчиков и производят достаточно информации для построения изображения. В будущем изображения можно будет улучшить, используя квантовую запутанность. Тогда свойства отдельных радиосигналов будут взаимосвязанными, и это позволит улучшить чувствительность.
Команда продемонстрировала эффективность технологии, получив трехмерное видео с человеком, движущимся за стеной из гипсокартона. При этом сцена была восстановлена с частотой 1,5 млрд кадров в секунду, что в 100–1000 раз больше, чем у обычной видеокамеры. Расстояние действия радара ограничивается только мощностью передатчика и чувствительностью приемника.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
