蔣 敏

（寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 寧波 315800）

利用電磁蜘蛛網(wǎng)發(fā)現(xiàn)隱形飛機(jī)研究

蔣 敏

（寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 寧波 315800）

筆者在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)利用4組電子設(shè)備構(gòu)成的電磁蜘蛛網(wǎng)可以偵探飛機(jī)的走向。設(shè)備由主機(jī)，30米、300米、3 000米3組發(fā)射器和3組接收器電路及外環(huán)電路組成。由電子指南針與“土地電”設(shè)備共同組成的簡單電磁蜘蛛網(wǎng)不需要深入地球內(nèi)部深處就能了解相應(yīng)電磁場變化。不但可以預(yù)報(bào)地震，而且實(shí)際中發(fā)現(xiàn)有可能偵探隱形飛機(jī)，其電路控制系統(tǒng)簡單。

地震預(yù)報(bào)；無線發(fā)射模塊；超外差接收模塊

以每分鐘4次開通（5～10秒）檢測周邊電磁場異常，并將異常情況轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號啟動GSM遠(yuǎn)程報(bào)警通過4G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程告知控制主機(jī)。安放一套就能了解附近30 km2范圍內(nèi)的電磁場異常。麥克斯韋方程組是設(shè)備的理論依據(jù)。實(shí)踐檢驗(yàn)表明，該方法不僅可用于進(jìn)行地震預(yù)報(bào)而且可以偵探民航飛機(jī)或隱形飛機(jī)飛越方向，多個電磁蜘蛛網(wǎng)連成群可以確定震中位置所在。在地震前幾小時到幾天內(nèi)發(fā)現(xiàn)電磁場異常，及時知道地震即將發(fā)生，并可以確定震中位置，平時還可用來探測蜘蛛網(wǎng)上空飛機(jī)經(jīng)過。

1 麥克斯韋方程組原理

約150年前，蘇格蘭物理學(xué)家麥克斯韋經(jīng)過理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)找到了聯(lián)系電與磁的方法。1865年，麥克斯韋發(fā)表了一組方程來描述所有的電磁現(xiàn)象，方程組亦被命名為電磁方程組。名字聽起來有些奇幻，但電磁現(xiàn)象確與大家的日常生活息息相關(guān)：通常光能照亮我們周邊世界，收音機(jī)、電視等娛樂了生活，WiFi與移動電話信號能讓大家彼此相連，實(shí)際上它們都是電磁波。應(yīng)用電磁方程組的物理技術(shù)領(lǐng)域?qū)嵲谔?。單就電磁本身而言，科學(xué)家們對它們的認(rèn)識已經(jīng)有很長一段時間了。電與磁的英文單詞源于古希臘語，直到18世紀(jì)，科學(xué)家才真正開始逐步去了解電磁現(xiàn)象。而在19世紀(jì)早期時，科學(xué)家們才意識到，電與磁之間必然存在某種關(guān)聯(lián)。到19世紀(jì)中葉，包括法拉第在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家們找到了這二者間存在聯(lián)系的確切證據(jù)。他們證明，電流能產(chǎn)生磁場，移動的磁體也會產(chǎn)生電流。諸多理論各執(zhí)一詞，而麥克斯韋的出現(xiàn)才使這一切現(xiàn)象得到了解釋。圖1展示的就是麥克斯韋方程組。方程組向人們展示了如何用聯(lián)系的方法去描述電與磁。

圖1 麥克斯韋方程組

麥克斯韋方程組是由高斯通量定理、磁通連續(xù)性原理（又稱為磁場的高斯通量定理）、法拉第電磁感應(yīng)定律和全電流定律（又稱為安培環(huán)路定理）4個方程式所組成的：這些是本次設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。

2 地電流和磁場異常傳感器的原理

如同“天波電”，“土地電”是在地下幾米或更遠(yuǎn)的距離，埋入兩鉛塊，然后線兩端分別連接到電流表（毫安表）或電壓表（毫伏表），觀察指針變化的變化，可以對大地天然電磁場的直接觀察?！巴恋仉姟焙帽鹊厍虻膲毫?，它的存在和運(yùn)動被發(fā)現(xiàn)英國巴羅可能是第一人。他在1849電信線路實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電流確實(shí)存在的。圖2是簡單“土地電”放置電子設(shè)備之一的電磁蜘蛛網(wǎng)。

圖2 電磁蜘蛛網(wǎng)中 “土地電”設(shè)備

從專業(yè)的角度來看，所謂的“土地電”實(shí)際上是對自然電磁場的直接觀測（無人工電源）。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在世界上越來越受到重視。我國近年來又開始加大監(jiān)測力度，對地球磁場和電場相關(guān)（土地、電力）、大地電磁測深、磁場的觀察。由于電場水的運(yùn)動變化是密切相關(guān)的地下水將出現(xiàn)在強(qiáng)震前的地震斷層和前蠕動，導(dǎo)致地電效應(yīng)、過濾電動勢和壓電電流；但另一方面，行業(yè)的變化，其他非地震因素地下水電氣化潛在的金屬電極不穩(wěn)定是觀察大干擾的形成容易，要注意觀察。要體現(xiàn)在儀器硬件的距離分析方法，有用信號可以有許多干擾信號更好（如降雨、溫度、電極、與人類活動造成的地球磁場噪聲分離），誤判率降低，地震監(jiān)測技術(shù)有自己的一席之地。偏遠(yuǎn)山區(qū)，農(nóng)村和城鄉(xiāng)地區(qū)可以設(shè)立監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行研究。

當(dāng)飛機(jī)飛過電磁蜘蛛網(wǎng)上空時，設(shè)備“土地電”裝置一般有5～10 μA的明顯變化。普通飛機(jī)對地面的影響一般難以消除，電磁蜘蛛網(wǎng)能使飛越的飛機(jī)原形畢露。一般聽到隱形飛機(jī)的人一定會認(rèn)為，隱形飛機(jī)就是讓人們看不見的飛機(jī)，其實(shí)不然，隱形飛機(jī)只是不能讓雷達(dá)發(fā)現(xiàn)。隱形飛機(jī)采用非金屬材料或者雷達(dá)吸波材料，吸收掉而不是反射來自雷達(dá)的能量，一般情況下雷達(dá)是發(fā)現(xiàn)不了，但是在電磁蜘蛛網(wǎng)面前則原形畢露。如何不被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)？這得從其技術(shù)原理說起。

雷達(dá)的測量方法是先發(fā)出高頻電磁波，當(dāng)有物體存在時，物體會把這個電磁波反射回去。雷達(dá)設(shè)有接收裝置，再根據(jù)物體的回波就可以發(fā)現(xiàn)物體。在飛機(jī)研制過程中設(shè)法降低雷達(dá)的可探測性，使之不易被敵方的雷達(dá)等防空探測器早期發(fā)現(xiàn)，從而實(shí)施攔截、跟蹤和攻擊。

3 空間電磁場傳感器結(jié)構(gòu)

布放在地震多發(fā)地區(qū)的無線傳輸模塊通常由相距30米，300米、3 000米的3組主機(jī)使用相應(yīng)的超外差接收裝置接收信號，“土地電”與電子羅盤分別安放3路，用來知道地球電磁場異常?；贕PRS網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，一般在大地震前幾天就能測量到局部電磁場變化并預(yù)警還可以分析地震震中位置所在。這里用到電磁蜘蛛網(wǎng)是一種面?zhèn)鞲衅饔萌S檢測方法測定地震三要素，理論上比點(diǎn)、線檢測更先進(jìn)。使用電磁蜘蛛網(wǎng)傳感器應(yīng)是新的創(chuàng)新發(fā)明。基于高級電動力學(xué)原理的麥克斯韋方程組建立的地震動力學(xué)方程組建立有點(diǎn)復(fù)雜。將接收到的各路信號使用MATLAB仿真進(jìn)行分析用到了多路信號的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析。想要知道地震震中的位置，就必須安放多個電磁蜘蛛網(wǎng)。由于地球是一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)，建立一個非常精確的動力學(xué)方程組難度有點(diǎn)大。在這里，電磁蜘蛛網(wǎng)的設(shè)計(jì)不需要進(jìn)入地球深處就能了解空間電場的變化，地震預(yù)測控制系統(tǒng)相對簡單。初步實(shí)驗(yàn)已達(dá)到基本設(shè)計(jì)要求。圖4是電磁蜘蛛網(wǎng)簡單控制原理圖，主要用來檢測電場和磁場分布，異常后就遠(yuǎn)程報(bào)警。發(fā)現(xiàn)電磁異常后利用專門定時器每小時啟動設(shè)備6次，每次3分鐘等待遠(yuǎn)程控制信號。

我們用到的方法簡單地說是遠(yuǎn)程接收電磁場，將接收端檢測到異常信號由數(shù)字0，1路輸出啟動GSM開關(guān)。裝置使用方便、成本低、用途廣。

4 遠(yuǎn)程GSM網(wǎng)絡(luò)報(bào)警系統(tǒng)

戶外設(shè)備低成本、低功耗設(shè)備是一種很有前途的短臨地震預(yù)報(bào)方法。使用（30米，300米，3 000米）距離無線遙控發(fā)射器，3路組合接收機(jī)電路包括在30平方公里范圍內(nèi)電磁感應(yīng)電磁異常范圍蛛網(wǎng)輕微變化的主要原理，預(yù)警裝置利用電磁蜘蛛網(wǎng)通常是在微電備用設(shè)備，發(fā)送和接收各種頻段的電磁場每小時接收遙控信號或未關(guān)閉信號自動遠(yuǎn)程報(bào)警、多個網(wǎng)絡(luò)連接的群體一旦電磁檢測，利用組態(tài)軟件，可以遠(yuǎn)程檢測中心。這里的電磁蜘蛛（或GSM）網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制是由3路發(fā)射接收電路組成，使用多個中繼電路可以使探測距離大大增加。通過專門的軟件進(jìn)行判斷，可以準(zhǔn)確地確定地震的震中位置。

圖4 簡單4路電磁蜘蛛網(wǎng)電路

5 結(jié)語

目前，世界上許多頂尖科學(xué)家都在研究地震前電磁變化預(yù)測地震。在地震多發(fā)地區(qū)放置我們設(shè)計(jì)的電磁蜘蛛網(wǎng)對保護(hù)國家財(cái)產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。4組設(shè)備的電磁蜘蛛網(wǎng)由主機(jī)和30米、300米、3 000米發(fā)射器和3個接收器電路及4組土地電流傳感器和電子羅盤組成，發(fā)現(xiàn)異常后遠(yuǎn)程報(bào)警。這里電磁蜘蛛網(wǎng)不需要深入地球深處，利用空間電場變化異常地震預(yù)測控制系統(tǒng)簡單。此方法不僅可用于進(jìn)行地震預(yù)報(bào)，而且可以偵探民航飛機(jī)或隱形飛機(jī)飛越方向，多個電磁蜘蛛網(wǎng)連成群還可以確定震中位置。該電路每分鐘接通4次，每次約5～10秒。地震前發(fā)現(xiàn)磁場變化立即報(bào)警。提出了一種簡單實(shí)用的電路設(shè)計(jì)方案，希望能在地震預(yù)報(bào)中保護(hù)人類生命財(cái)產(chǎn)安全?？梢灶A(yù)見，可以成功地找到電磁場和電磁波異常報(bào)警方法，并形成一個全面的全球監(jiān)測系統(tǒng)，將推進(jìn)地震預(yù)測的產(chǎn)生和發(fā)展在地震科學(xué)研究和地震預(yù)報(bào)。本文提出了一種簡單實(shí)用的4路設(shè)備電磁蜘蛛網(wǎng)設(shè)計(jì)方案，希望能在地震預(yù)報(bào)中保護(hù)人類生命財(cái)產(chǎn)安全。電磁蜘蛛網(wǎng)還能使飛翔的飛機(jī)在地面留下的壓力檢測出來使隱形面目原形畢露。

[1]蔣敏.點(diǎn)多定時控制電路[J].電世界，1992（4）：42.

[2]蔣敏.電子羅盤的聲音和指示燈[J].電世界，1996（2）：33.

Research on using electromagnetic spider web to discover stealth aircraft

Jiang Min
（Ningbo Polytechnic, Ningbo 315800, China）

The plane direction can be detected with an electromagnetic spider net consisting of four groups of electronic equipment. The equipment consists of main engine, 3 groups of transmitters of 30 meters, 300 meters, 3 000 meters and 3 groups of receiver circuit and outer loop circuit. A simple electromagnetic spider network consisting of electronic compass and the“telluric electricity”equipment can be able to understand the corresponding variation of the electromagnetic fi eld without going deep into the earth’s interior to understand. Not only can it forecast the earthquake, and actually it is also found that it is possible to detect stealth aircraft, its circuit control system is simple.

earthquake prediction; wireless transmitter module; superheterodyne receiver module

蔣敏（1957— ），男，浙江寧波，本科，講師；研究方向：電磁。