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解決糧食危機 中正大學開發最小雷達系統

	為了找出蜜蜂消失的原因,中正大學電機系副教授蔡作敏花了將近四年的時間,一手打造蜜蜂諧波雷達系統。(中正大學提供)
為了找出蜜蜂消失的原因,中正大學電機系副教授蔡作敏花了將近四年的時間,一手打造蜜蜂諧波雷達系統。(中正大學提供)

【記者李擷瓔/嘉義報導】近年全球各地蜜蜂的數量不斷減少,由於農作物仰賴蜜蜂授粉,爆發農作物糧食危機。為了找出蜜蜂消失的原因,中正大學電機系副教授蔡作敏花了將近四年的時間,一手打造蜜蜂諧波雷達系統。

「我們可以量測比雜訊小1000倍的訊號!」蔡作敏說,當物體隱沒在草叢裡,靈敏度差的天線無法測量,但靈敏度好的天線是不管蜜蜂怎麼躲都測得到,「一般來說,一有雜訊就量不到了,但我們可以把雜訊下的訊號都撿回來。」

	中正團隊研發的晶片則利用軟性電路板設計出薄如蟬翼的天線,蜜蜂貼上晶片後可自在進出蜂巢,因此所觀察到的蜜蜂行為是最接近蜜蜂實際生活。 中正團隊研發的晶片則利用軟性電路板設計出薄如蟬翼的天線,蜜蜂貼上晶片後可自在進出蜂巢,因此所觀察到的蜜蜂行為是最接近蜜蜂實際生活。(中正大學提供)

「傳統雷達主要偵測大型物體,諧波雷達技術則可偵測小型物體。」蔡作敏說,目前全球僅少數團隊鑽研此技術,且大多偵測甲蟲、大黃蜂、虎頭蜂等較大型昆蟲,「中正團隊開發的雷達系統則突破限制,是目前全台偵測最小生物的系統,最小可測量到體長約1.5公分的蜜蜂!」蔡作敏更提到,團隊改進諧波雷達的靈敏度並提出新型架構,讓雷達的測距可以更遠,也大幅改善收發隔離度。「我們也縮小晶片尺寸為0.4乘0.5公分,可黏在蜜蜂身上且不影響蜜蜂飛行。」

蔡作敏表示,該雷達系統會先發出一個9.4GHz的訊號,當蜜蜂身上的晶片接收時將會產生18.8GHz的倍頻訊號回傳,再由雷達分析回傳的訊號和雷達基站的距離,推算蜜蜂的位置。不僅實際測量的準確率達80%以上,極不容易,當系統的功率全開時,也能偵測到距離雷達約900公尺遠的蜜蜂。

此外,晶片上擁有高靈敏度的天線設計。蔡作敏表示,傳統的諧波雷達會讓蜜蜂背著一根1.6公分的天線,然而這種天線會影響蜜蜂飛行,甚至使蜜蜂無法順暢進出蜂巢。而中正團隊研發的晶片則利用軟性電路板設計出薄如蟬翼的天線,蜜蜂貼上晶片後可自在進出蜂巢,因此所觀察到的蜜蜂行為是最接近蜜蜂實際生活。◇