В основе действия прибора лежит "просвечивание" с помощью сверхширокополосного (СШП) излучения, когда в одном сигнале содержатся и высокие, и низкие частоты одновременно.
Ученые Томского государственного университета (ТГУ) разработали прибор — радиотомограф, который позволяет, в частности, "видеть" через стены, искать противопехотные мины и археологические объекты, самолеты-невидимки и даже людей под завалами, сообщил РИА Новости во вторник заведующий кафедрой радиофизики вуза профессор Владимир Якубов.
По его словам, радиотомограф — это радиолокатор, сопряженный с компьютером. Он позволяет дистанционно "увидеть" даже самые мелкие скрытые предметы. Радиотомограф ученых томского вуза в несколько раз дешевле зарубежных аналогов, стоит он около 1-2 миллионов рублей.
Волны длинные, волны короткие
В основе действия прибора лежит "просвечивание" с помощью сверхширокополосного (СШП) излучения, когда в одном сигнале содержатся и высокие, и низкие частоты одновременно.
"Низкочастотные волны проникают довольно глубоко, у них длина большая, но при этом можно глубоко видеть, но с плохим разрешением. А хочется иметь глубокое проникновение с хорошим разрешением, а это два противоречивых требования: одно требует большую длину волны, другое — малую. Сверхширокополосный импульс дает компромисс между глубоким проникновением и хорошим разрешением. За счет высоких частот можно фокусировать излучение и получать высокое разрешение, а за счет низких частот — глубоко проникать в среды", — говорит профессор.
По его словам, с помощью математической обработки данных можно изучать расположение различных предметов в пространстве и контролировать их движение.
"Из одной или нескольких точек излучаются радиоволны, они рассеиваются в среде исследуемых объектов, затем они регистрируются на множестве датчиков — и производится их обработка на компьютере. В результате на компьютере возникает двух- и трехмерное изображение структуры среды и объектов в ней", — пояснил ученый.
По его словам, аналогами радиотомографии являются ультразвуковая, магниторезонансная и рентгеновская томографии.
"Но, в отличие от них, мы используем явления фокусировки и синтезирования этих изображений из многих ракурсов либо путем сканирования, либо путем использования коммутируемых антенных решеток. Мы получаем многомерные данные — импульсы посылаются во все стороны сразу, и со всех сторон сразу же и принимаются. Именно в результате этого и удается осуществить радиовидение с максимально доступной точностью", — отметил Якубов.
Как отметил профессор, для полного сканирования предмета сейчас требуется всего 10 секунд.
Мины, невидимки и Байкал
По словам профессора, спектр применения радиолокационной томографии достаточно обширен. Например, разработанные учеными вуза приборы можно использовать для поиска археологических объектов, подземных инженерных сооружений типа трубопроводов. Также можно контролировать то, что происходит в соседнем помещении — прибор может "видеть" сквозь стены.
"И людей под завалами можно искать. Люди нередко оказываются под снегом или под остатками инженерных сооружений, и их очень трудно доставать оттуда. Вот определить, есть ли там кто живой — это одно из приложений", — говорит ученый.
Также с помощью прибора можно искать в земле мины.
"Мы в свое время выполняли совместно с немцами работу по поиску в земле диэлектрических объектов типа противопехотных мин — в макетных условиях. Методами СШП-томографии нам удается восстанавливать форму этих объектов. Самолеты-невидимки можно обнаруживать — это же иллюзия, что они невидимки. Они невидимы только в определенном частотном диапазоне, а использование СШП-излучения позволяет их обнаруживать", — пояснил Якубов.
Также ученые ТГУ предложили специалистам Бурятского научного центра Сибирской академии РАН идею заняться зондированием льда озера Байкал в поисках подземных ключей. Они находятся на дне и питают озеро, и никто не знает, где они конкретно находятся.
"Где находятся эти ключи — целая загадка. Первое — потому что Байкал достаточно большое, второе — когда ключи выходят на поверхность воды, их тепловой контраст сильно размывается, и обнаружить источники ключей сложно. Использование радиоволн позволяет определить толщины диэлектрических объектов, в том числе льда. Зимой лед подмывается ключами, и нижний рельеф льда повторяет расположение ключей. Мы могли бы их найти с помощью радиоволн", — отметил Якубов.
По его словам, эти данные необходимы для научных и прикладных задач, связанных с сохранением Байкала.
"Мы предлагали организовать такие исследования, но отсутствие финансирования притормаживает эту процедуру", — посетовал профессор.
ТГУ был основан указом Александра II в 1878 году как Императорский Томский университет, стал первым университетом за Уралом. В 1998 году ТГУ указом президента включен в государственный свод особо ценных объектов культурного наследия народов РФ. В апреле 2010 года ТГУ получил статус национального исследовательского университета.
Сергей Леваненков