Egy új katonai kvantumérzékelő önmagában lefedi a teljes rádiófrekvencia-spektrumot
2020 / 03 / 21 / justin.viktor
Egy új katonai kvantumérzékelő önmagában lefedi a teljes rádiófrekvencia-spektrumot
Egy új kvantumérzékelő lehetőséget adhat a katonáknak a kommunikációs jelek detektálására a teljes rádiófrekvencia-spektrumon, 0 és 100 GHz között - árulták el az amerikai hadsereg kutatói.  

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.


Az üveggőz-cellában lévő atomokat lézersugarakkal gerjesztik a Rydberg állapotig. Azok ezt követően felismerik az elektromos mezőket (amelyek a háttérben lévő arany antennából származnak), és visszajuttatják az információt a lézersugárra. Kép: az amerikai hadsereg felvétele

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 Rydberg-atomokat optikailag gerjesztik, a Rydberg állapotig, ahol már észlelik a bejövő rádiófrekvenciás mezőket. Művészi értelmezés. Kép: amerikai hadsereg

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)

Ha tetszett ez a cikk, kövess minket a Facebookon is!

 

 


Kövesd a Rakétát a Facebookon is!
Kövess, üzenj, kommentelj a Rakéta Facebook oldalán!