用户评论： “如果我把毫米波雷达放在墙后面，它还能检测到运动或呼吸吗？”——Reddit r/AskElectronics
引言：人们为何关心穿墙能力“穿墙探测”的概念一直让工程师和普通大众着迷。从好莱坞间谍电影到现实世界的搜救场景，人们都想知道雷达是否真的能透过墙壁探测到运动甚至生命体征。随着毫米波 (mmWave) 雷达传感器的普及，尤其是 60 GHz 和 77 GHz 雷达，许多人不禁要问：如果我把毫米波雷达放在墙后，它还能追踪运动或探测到呼吸吗？
简而言之：视情况而定。毫米波雷达确实具有一定的穿墙能力，但其有效性会因墙体材质、厚度和环境条件的不同而存在显著差异。为了真正理解哪些方法有效，哪些无效，我们需要深入研究波传播的物理原理，考察实际场景，并考虑其应用和局限性。
波穿透的物理学电磁波与障碍物相互作用的主要方式有三种：反射、吸收和透射。当雷达信号遇到墙壁时，一部分会被反射回来，一部分会被墙壁吸收，还有一部分会衰减地穿过。
材料吸收不同的墙体材料有不同的表现：
干墙和胶合板允许相当一部分毫米波能量以相对较低的衰减通过。
砖块和混凝土吸收和散射的辐射更多，通常会使信号强度降低 20-30 dB 以上。
由于强烈的反射和吸收，金属加固墙有效地阻挡了大多数信号。
这里的一个关键参考是FCC 关于传播损耗的技术报告，该报告一致表明，高频信号通过密集的建筑材料时衰减较大。
频率依赖性频率越高，波长越短，穿透厚或致密材料的能力就越弱。毫米波雷达（24-81 GHz）对材料吸收的敏感度远高于低频雷达（例如超高频或S波段）。这就是为什么军用探地雷达通常以较低频率工作的原因：它们以分辨率换取穿透力。
尽管如此，毫米波也有其优势——极高的分辨率。即使穿透力降低，在信号强度足够的情况下，仍然可以对细微动作（例如呼吸引起的胸部运动）进行精细检测。
现实世界的性能和局限性让我们将理论付诸实践：
干墙与混凝土石膏板（美国房屋中常见）：毫米波雷达可以探测到步行运动、手势，有时甚至可以探测到呼吸信号，前提是墙体厚度适中。许多学术论文，包括IEEE Xplore 对 60 GHz 传感器的研究，都证实了可以透过石膏板进行运动检测。
混凝土墙（亚洲和欧洲常见）：探测范围急剧下降。混凝土墙最多可将信号衰减 30 dB，这使得消费级毫米波模块几乎无法探测到呼吸等细微动作。
衰减和多径效应即使信号穿透，也会被削弱并与多径反射混合。多径效应有时会有所帮助（例如信号绕过障碍物反射），但通常会增加噪声，降低精度。工程师通常使用先进的算法（例如 MIMO 波束成形和 FMCW 雷达信号处理）来分离真实的运动信号和噪声。
潜在应用尽管存在这些限制，毫米波穿墙检测不仅仅是一种好奇心；它具有实际应用：
搜索和救援在地震或火灾后，急救人员可能会使用雷达探测被困在废墟中的幸存者。虽然毫米波无法穿透厚厚的混凝土板，但它可以穿透较轻的障碍物，识别细微的呼吸或运动信号。
室内监控毫米波传感器越来越多地用于非接触式生命体征监测。例如，如果墙壁密度不是太高，安装在一个房间的雷达可能会探测到另一个房间中患者的运动或呼吸。与摄像头相比，雷达由于不捕捉图像，因此能够提供更高的隐私保护。
工业和安全系统在某些工业环境中，雷达可以监控占用情况或检测隔断后面的未经授权的存在。结合人工智能信号处理，这在智能楼宇和安防监控领域开辟了新的应用场景。
要进一步探索毫米波用例，您可以查看Linpowave 的雷达应用。
法律和道德考虑穿墙检测功能强大，而且也很灵敏。
监管限制：美国联邦通信委员会 (FCC)和欧洲欧洲电信标准协会 (ETSI)均对雷达传感器的最大功率和频段进行了规定。开发人员在部署穿墙系统之前必须确保合规。
隐私问题：未经同意检测人员存在会引发伦理问题。与标准占用传感器不同，穿墙检测的可见性较差，容易被滥用。公司必须采取严格的数据保护措施，并确保部署过程的透明度。
常见问题 (FAQ) 1. 毫米波雷达真的可以隔着墙探测到呼吸吗？是的，在合适的条件下。如果墙壁很薄，并且由低密度材料制成，例如石膏板，毫米波雷达可以检测到呼吸过程中的微运动，例如胸部运动。然而，如果墙壁很厚或很密，例如混凝土或砖块，由于信号衰减较大，几乎不可能检测到呼吸。
2. 毫米波雷达可以探测多远的穿墙运动？有效探测范围取决于雷达的发射功率和墙体材质。穿过干墙时，探测距离通常在 3 至 5 米内。穿过混凝土时，探测距离会急剧下降，通常不到 1 米，甚至完全无法探测。
3.穿墙雷达探测对人体安全吗？是的。消费级和工业级毫米波雷达设备受FCC和ETSI等机构监管。它们以极低的功率水平（通常为毫瓦）运行，这被认为是安全的，可以持续暴露。
4. 毫米波雷达在室内监控方面比摄像头有什么优势？雷达提供非视觉感知。它不会捕捉可识别的图像，因此更加注重隐私保护。此外，雷达在低光照或摄像头失效的模糊环境中也能表现出色。例如， Linpowave 的雷达解决方案强调在不侵犯隐私的情况下检测人员的存在。
5. 使用穿墙雷达有法律限制吗？是的。在大多数国家/地区，未经同意使用穿墙雷达进行监控是违法的。相关法规涵盖了允许的频段和隐私保护。开发者和用户在部署任何穿墙应用之前，必须确保遵守国家/地区的法律。
6. 毫米波雷达可以取代热成像用于搜索和救援吗？并非直接相关。热成像技术能够有效穿透烟雾或薄屏障探测体温，而毫米波雷达则擅长探测运动，即使是细微的胸部运动也能探测到。实际上，它们是互补的：热像仪可以快速探测热源，而雷达可以确认碎片背后的生命迹象。
结论：什么有效，什么无效那么，毫米波雷达能穿透墙壁吗？答案是：
是的，它可以穿透薄壁、低密度的墙壁，例如石膏板和胶合板。在受控条件下，甚至可以检测到运动，甚至是呼吸。
不行，它很难穿透厚实致密的材料，比如钢筋混凝土或金属。信号损失实在太严重了。
这项技术并非“神奇的间谍工具”，而是一种具有明确优势和界限的专业传感方法。通过了解其物理原理和实际应用的局限性，工程师和用户可以更好地将毫米波雷达应用于真正有意义的领域——无论是医疗监测、灾难响应还是智能楼宇自动化。