V nekaj sekundah lahko potresi povzročijo nepredstavljivo uničenje - hiše in stolpnice se sesujejo vase ter spremenijo v ruševine, ki pod seboj pokopljejo ogromno nedolžnih žrtev. In takoj, ko se tla umirijo, reševalci že začnejo obupano iskati še tako neznatne znake življenja, kjer sta še nedolgo tega bila topel dom ali živahna pisarna. Pogosto pa žal ugotovijo, da so kopali na napačnem delu ruševin. Dragocen čas, ki lahko pomeni tudi ločnico med življenjem ali smrtjo, je za vedno minil.
Kaj pa, če bi reševalci videli skozi ruševine? Če bi lahko preživele pod kupom materiala zaznali takoj in celo merili ter opazovali njihove vitalne znake, identificirali obraze? S pospešenim razvojem radarske tehnologije in razmahom novih mobilnih omrežij pete generacije (5G) prav to namreč postaja mogoče.
Kako delujejo radarji
Radar, angleško RAdio Detection And Ranging, je kratica, ki označuje radijsko zaznavanje in določanje razdalje. Sistem deluje tako, da antena oddaja radijske valove in ko slednji dosežejo trdno snov, se odbijejo nazaj proti anteni. Ta jih zazna kot odmev, jih analizira in s tem določi obliko, smer, velikost, koordinate in hitrost gibanja objekta. Moč prejetega odmeva je pri tem sorazmerna z velikostjo in obliko radarsko odbojnih površin, saj vsi materiali ne odbijajo radijskih valov.
Ker se radijski valovi širijo s svetlobno hitrostjo, merimo časovne presledke med oddajanjem signala in sprejemanjem odmeva v delčkih sekunde, iz te časovne razlike pa nato izračunamo oddaljenost. Leta 1842 je avstrijski fizik Christian Doppler opisal tudi pojav, danes znan kot Dopplerjev učinek ali Dopplerjev premik. Pri slednjem je sprememba frekvence signala povezana s hitrostjo in smerjo njegovega vira. V Dopplerjevem primeru je to bila svetloba iz binarnega zvezdnega sistema.
Za lažjo predstavo pomislite na spreminjanje višine zavijanja sirene, ko vozilo za nujne primere hiti proti vam, gre mimo vas in se nato odmakne. Na podoben način radar primerja frekvence oddanih in odbitih signalov pri določanju smeri in hitrosti premikajočih se predmetov, kot so nevihte ali (pre)hitri avtomobili.
Dopplerjev učinek je tako mogoče uporabiti tudi za zaznavanje drobnih gibov, vključno s srčnim utripom in gibanjem prsnega koša med dihanjem. V teh primerih radar signale pošilja proti človeškemu telesu, njihov odboj pa se razlikuje glede na to, ali oseba vdihuje oziroma izdihuje ali celo glede na srčni utrip. Kar tehnologiji omogoča natančno merjenje vitalnih znakov.
Kako gre radar skozi steno?
Kot mobilni telefoni tudi radarji uporabljajo elektromagnetne valove. Ko val udari v trdno pregrado, kot so suhozidne ali lesene stene, se del odbije od površine, ostali pa potujejo skozi, zlasti pri relativno nizkih radijskih frekvencah. Oddani val se lahko odbije tudi v celoti, če zadene kovinski predmet ali človeka, zaradi visoke vsebnosti vode v človeškem telesu.
Če je radarski sprejemnik dovolj občutljiv - veliko bolj občutljiv kot običajni radarski sprejemniki - lahko ujame tudi signale, ki se odbijejo nazaj skozi steno. Z dobro uveljavljenimi tehnikami obdelave signalov lahko odboje od statičnih predmetov, kot so stene in pohištvo, filtriramo in tako izoliramo signal, ki nas zanima, na primer lokacijo osebe.
Sprva vojaške radijske sisteme za merjenje oddaljenosti s pomočjo elektromagnetnih valov, se danes tako množično uporabljajo v letalih in zrakoplovih, na kontrolnih stolpih večjih letališč, vodnih plovilih, podmornicah, v meteorologiji in raziskavah vesolja.
Žal pa je bila radarska tehnologija v svojih zmožnostih precej omejena pri obvladovanju nesreč ali kazenskem pregonu. Saj ni imela dovolj velike računalniške moči in hitrosti, da bi tudi iz kompleksnejših okolij, kot sta denimo listje ali ruševine, izločila nepomembno ozadje in ustvarila jasno sliko človeka ali predmeta, ki nas zanima.
Naslednja postaja? Rentgenski vid
Toda najnovejši radarski senzorji vse pogosteje zbirajo in obdelujejo velike količine podatkov tudi v težkih okoljih ter ustvarjajo podobe tarč z visoko ločljivostjo. Z uporabo izpopolnjenih algoritmov pa lahko podatke prikažejo skoraj v realnem času.
Vse to pa ne zahteva le zmogljivih računalniških procesorjev za hitro obdelavo velikih količin podatkov, temveč tudi enako zmogljiva, zanesljiva in hitra mobilna omrežja z nizko zakasnitvijo, ki lahko praktično nemudoma prenesejo in obdelajo ter posredujejo povratne informacije.
Zato bo brezžična tehnologija z milimetrskimi valovi, ki jo prinaša 5G, tudi ključna pri nadaljnjem izboljšanju radarske, saj bo s tem, ko bo omogočila prenos in sprejem podatkov praktično v realnem času ter tako skoraj izničila zamudo pri njihovi obdelavi, zagotovila pogoje za nastanek in obdelavo slik visoke ločljivosti.
Hitri, zmogljivi računalniki, novi algoritmi in radarski oddajniki, ki zbirajo velike količine podatkov, bodo tako vse bolj omogočili tudi uresničitev viziji iz znanstvene fantastike in stripov o »rentgenskem vidu«.
