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美军研发新型量子传感器,可分析射频和现实信号的全部频谱


  来源: 贤集网 时间:2021-03-10 编辑:清风
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hysics.org上的一份报告称,美国陆军研究人员已经建立了一种所谓的“量子传感器”(即技术上称为Rydberg传感器),可以分析完整的RF频谱和现实信号。


Rydberg传感器使用激光束在微波电路的正上方产生高度激发的Rydberg原子,以增强和磨练被测光谱的一部分。Rydberg原子对电路的电压很敏感,从而使该器件可以用作RF频谱中各种信号的灵敏探头。


该报告说,Rydberg频谱分析仪有潜力在灵敏度,带宽和频率范围上超越传统电子产品的基本限制。


一种新型量子传感器可以分析射频和现实信号的全部频谱,为士兵通信、频谱意识和电子战释放新的潜力。



陆军研究人员建造了量子传感器,该传感器可以采样从零频率到20 GHz的无线电频谱,并检测AM和FM无线电、蓝牙、Wi-Fi和其他通信信号。


Rydberg传感器使用激光束在微波电路的正上方产生高激发的Rydberg原子,以增强和磨光被测光谱的一部分。Rydberg原子对电路的电压敏感,从而使该器件可用作RF频谱中各种信号的敏感探针。


“ Rydberg原子传感器的所有以前的演示只能检测射频频谱的小而特定的区域,但是现在我们的传感器首次在宽频率范围内连续运行,” Kevin Cox博士说。美国陆军作战能力发展司令部,现称为DEVCOM,陆军研究实验室。“这是迈出重要的一步,证明量子传感器可以为在日益复杂的电磁战场中作战的士兵提供一套新的,占主导地位的功能。”


Rydberg频谱分析仪在灵敏度,带宽和频率范围方面有可能超越传统电子产品的基本限制。因此,该实验室的Rydberg频谱分析仪和其他量子传感器有可能解锁陆军传感器的新领域,以实现频谱感知,电子战,传感和通信,这是陆军现代化战略的一部分。


陆军研究员戴维·迈耶博士说:“基于量子成分的设备是陆军在竞争激烈的未来战场上实现技术意外的头等要务之一。” “总体上,包括此处演示的传感器在内,量子传感器提供了无与伦比的灵敏度和准确性,可以检测各种关键任务信号。”


同行评议的《物理评论应用》杂志发表了研究人员的发现,即波导管耦合的里德伯格频谱分析仪从0到20 GigaHerz,由陆军研究人员Dr. David Meyer,Paul Kunz和Kevin Cox


研究人员计划进行其他开发,以提高Rydberg频谱分析仪的信号灵敏度,以超越现有的最新技术。


Cox说:“在Rydberg分析仪集成到可现场测试的设备之前,仍然需要大量的物理和工程方面的努力。” “第一步是了解随着传感器尺寸的减小如何保持和改善设备的性能。陆军已经成为Rydberg传感器的领先开发商,我们期望随着这种未来技术的发展,将进行更多前沿研究概念很快就变成了现实。”


关键词:量子传感器 无线电频谱 频谱分析仪    浏览量:8042

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