Военные США научились выявлять радиосигнал по широчайшему спектру частот
Военные США усовершенствовали квантовый датчик, который дает возможность солдатам обнаруживать сигналы связи по всему спектру радиочастот от 0 до 100 ГГц, заявили военные исследователи, сообщает 19 марта портал phys.org.
Такой широкий охват спектра радиочастот с помощью одной антенны невозможен при использовании традиционной приемной системы, а потребует наличия нескольких систем отдельных антенн, усилителей и других компонентов.
По словам ученого из исследовательской лаборатории командования армии США по развитию боевого потенциала Дэвида Мейера, военные ученые в 2018 году создали первый в мире квантовый приемник, который использует сильно возбужденные сверхчувствительные атомы, известные как атомы Ридберга, для обнаружения сигналов связи. Исследователи рассчитали пропускную способность канала приемника, или скорость передачи данных, основываясь на фундаментальных принципах, а затем достигли этой производительности экспериментально в своей лаборатории, на порядок улучшив результаты других групп.
«Эти новые датчики могут быть очень маленькими и практически незаметными, что дает большое преимущество солдатам», — сказал Мейер.
«Датчики на основе атомов Ридберга только недавно были рассмотрены для применения в системах измерения сильного электрического поля, в том числе в качестве приемника связи. Хотя известно, что атомы Ридберга обладают большой чувствительностью, количественное описание чувствительности во всем рабочем диапазоне никогда не проводилось», — отметил ученый.
Ридберговские атомы оптически возбуждаются до ридберговских состояний, которые в этом варианте обнаруживают входящие радиочастотные поля.
Для оценки возможных применений своей разработки военные ученые провели анализ чувствительности датчика Ридберга к колебательным электрическим полям в огромном диапазоне частот—от 0 до 10 в 12 степени Герц. Результаты показывают, что датчик Ридберга может надежно обнаруживать сигналы по всему спектру, благодаря чему он выгодно отличается от других известных датчиков.
«Квантовая механика позволяет нам знать калибровку датчика и конечную производительность в очень высокой степени, и она идентична для каждого датчика», — сказал Мейер. — Этот результат является важным шагом в определении того, как эта система может быть использована в полевых условиях».
Издание указывает на то, что новый датчик был разработан в рамках ведущейся в армии США модернизации, основным направлением которой станет применение компьютерных сетей нового поколения и совершенствования методов позиционирования, навигации и синхронизации.
В будущем военные ученые планируют исследовать методы дальнейшего повышения чувствительности для обнаружения еще более слабых сигналов и расширения протоколов обнаружения сигналов более сложных форм.
