记者谢敏政／嘉义报道
让蜜蜂背着晶片飞！要做一个可侦测蜜蜂的雷达很不容易，随着小型生物研究逐渐普遍，更需要特性良好的雷达系统支援实验进行；中正大学电机系副教授蔡作敏开发了具高灵敏度的“新型谐波雷达系统”，可侦测、定位并记录如蜜蜂等昆虫的踪迹，准确率超过80％，更可量测到比杂讯小上1000倍的讯号，提供学者一个观察和研究昆虫生态、昆虫疾病成因的工具。
近年全球各地蜜蜂的数量不断减少，由于大多作物依赖蜜蜂授粉，爆发农作物粮食危机。为了找出蜜蜂消失的原因，不少学者着手进行研究，中正大学电机系副教授蔡作敏也针对搜寻蜜蜂，开发新型的谐波雷达系统。蔡作敏说：“原先在台大当博士后研究员时，加入了台大电机系、昆虫系的跨领域研究团队，研制雷达系统硬件，搜索蜜蜂身上的晶片，通过系统分析及记录蜜蜂的飞行轨迹与位置。”而后蔡作敏到中正任教，台大跨领域团队也邀请他继续参与计划、改善雷达系统，试图减缓或停止蜜蜂灭绝。
“传统雷达主要侦测大型物体，谐波雷达技术则可侦测小型物体。”蔡作敏说，目前全球仅少数团队钻研此技术，且大多侦测甲虫、大黄蜂、虎头蜂等较大型昆虫，“中正团队开发的雷达系统则突破限制，是目前全台侦测最小生物的系统，最小可测量到体长约1.5公分的蜜蜂！”蔡作敏更提到，团队改进谐波雷达的灵敏度并提出新型架构，让雷达的测距可以更远，也大幅改善收发隔离度。“我们也缩小晶片尺寸为0.4乘0.5公分，可黏在蜜蜂身上且不影响蜜蜂飞行。”
蔡作敏表示，该雷达系统会先发出一个9.4GHz的讯号，当蜜蜂身上的晶片接收时将会产生18.8GHz的倍频讯号回传，再由雷达分析回传的讯号和雷达基站的距离，推算蜜蜂的位置。不仅实际测量的准确率达80％以上，极不容易，当系统的功率全开时，也能侦测到距离雷达约900米远的蜜蜂。
此外，晶片上拥有高灵敏度的天线设计。蔡作敏表示，传统的谐波雷达会让蜜蜂背着一根1.6公分的天线，然而这种天线会影响蜜蜂飞行，甚至使蜜蜂无法顺畅进出蜂巢。而中正团队研发的晶片则利用软性电路板设计出薄如蝉翼的天线，蜜蜂贴上晶片后可自在进出蜂巢，因此所观察到的蜜蜂行为是最接近蜜蜂实际生活。“我们可以量测比杂讯小1000倍的讯号！”蔡作敏说，当物体隐没在草丛里，灵敏度差的天线无法测量，但灵敏度好的天线是不管蜜蜂怎么躲都测得到，“一般来说，一有杂讯就量不到了，但我们可以把杂讯下的讯号都捡回来。”
花了将近四年的时间，蔡作敏一手打造蜜蜂谐波雷达系统。然而在开发雷达系统的过程中，雷达、晶片、操作方式与实验设计等都各有难处，中正团队不仅需考量雷达的灵敏度、解析度等，黏贴在昆虫身上的晶片也有重量、体积、灵敏度、转换率、转换死角等问题。蔡作敏表示，只要有定位搜寻需求的实验都能使用该雷达系统做研究，目前正积极洽谈相关合作，发挥雷达的最大效益。
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