新型量子传感器首次探测到整个无线电频谱
一种新型量子传感器可以分析无线电频率和现实世界信号的全频谱,为士兵通信、频谱感知和电子战释放新潜力。
美陆军研究人员打造的量子传感器,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,以增强和磨合被测量的频谱部分。Rydberg原子对电路的电压很敏感,从而使该器件可用作RF频谱中各种信号的敏感探针。
“以前所有Rydberg原子传感器的演示都只能感应射频频谱中的小范围和特定区域,但我们的传感器现在首次在宽广的频率范围内连续工作,”美国陆军作战能力发展司令部(现称DEVCOM,陆军研究实验室)的研究员Kevin Cox博士说。”这是朝着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频谱分析仪有可能在灵敏度、带宽和频率范围上超越传统电子器件的基本限制。正因为如此,该实验室的Rydberg频谱分析仪和其他量子传感器有可能开启陆军传感器的新领域,用于频谱感知、电子战、传感和通信–这是陆军现代化战略的一部分。
一般来说,量子传感器,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。
同行评审期刊《物理评论应用》发表了研究成果,由陆军研究人员David Meyer、Paul Kunz和Kevin Cox博士共同撰写。
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,以超越现有的最先进技术。
在将Rydberg分析仪集成到可现场测试的设备中之前,仍然需要进行大量的物理和工程工作。第一步将是了解随着传感器尺寸的减小如何保持和提高设备性能。陆军已经成为Rydberg传感器的领先开发者,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。