Egy érzékelő mind felett

Egyetlen antenna által lehetetlen ilyen széles spektrális lefedettséget hagyományos vevőrendszernél megvalósítani, ehhez több antenna, erősítők és más berendezések komplett rendszereire lenne szükség. 2018-ban a hadsereg tudósai hoztak létre elsőként kvantum-vevőkészüléket is, amely erősen gerjesztett, szuperérzékeny atomokat - ezeket Rydberg atomoknak nevezik - használt kommunikációs jelek észlelésére - mondta el David Meyer, az U.S. Army Combat Capabilities Development Command's Army Research Laboratory tudósa.

A kutatók a természeti alapelvek alapján kiszámították a vevő csatornakapacitását avagy az adatátviteli sebességet, majd a laboratóriumi kísérletek során elérték ezt a teljesítményt - más csoportok eredményeit nagyságrendekkel javítva - mondta el Meyer.

Rendszerszintű előny

"Ezek az új érzékelők nagyon kicsik és gyakorlatilag nem észlelhetők, ezzel rendszerszintű előnyt biztosítva a katonáknak. A Rydberg-atom alapú érzékelőket csak az utóbbi időben kezdték el kutatni az általános elektromos mező-érzékelő alkalmazásokban, ideértve a kommunikációs vevőkénti felhasználásukat. Míg a Rydberg atomokról köztudott volt, hogy széles körűen érzékenyek, az érzékenység mennyiségi leírása a teljes működési tartományban soha nem történt meg."

A lehetséges alkalmazások felmérése érdekében a hadsereg tudósai hatalmas frekvenciatartományban, 0 és 100 GHz között elemezték a Rydberg-érzékelő érzékenységét az oszcilláló elektromos mezőkre. Az eredmények azt mutatják, hogy a Rydberg-érzékelő megbízhatóan képes érzékelni a jeleket a teljes spektrumban, és kedvezően kerül ki az összehasonlításból más bevált elektromos mező-érzékelő technológiákkal szemben, mint például az elektro-optikai kristályok és a dipól antennához kapcsolt passzív elektronika. 

"A kvantummechanika lehetővé teszi számunkra, hogy nagyfokú ismereteket szerezzünk az érzékelők kalibrálásáról és a végső teljesítményről, és ez minden érzékelőre nézve azonos. Az eredmény fontos lépés annak meghatározásakor, hogyan lehet ezt a rendszert használni a terepen."

Korszerűsítési prioritás is

A kutatás jól támogatja a hadsereg korszerűsítési prioritásait a következő generációs számítógépes hálózatokban, valamint a biztosított pozíciót, navigációt és időzítést, mivel potenciálisan befolyásolhatja a rádiófrekvenciás jelek földrajzi helymeghatározására irányuló új kommunikációs koncepciókat vagy megközelítéseket.

A jövőben a hadsereg tudósai megvizsgálják az érzékenység javításának módszereit a még gyengébb jelek észlelésére és az érzékelési protokollok kibővítésére a bonyolultabb hullámformákhoz.

(Forrás: Phys.org Képek: US Army, Mil.nz)