US-Armee entwickelt Durchbruchssensor zur präzisen Ortung von Funkgeräten im Gefecht

Der neue Sensor basiert auf Rydberg-Atomen, die in einen hochangeregten Zustand versetzt werden und dadurch eine extreme Empfindlichkeit gegenüber elektrischen Feldern aufweisen.

Die Forscher beschreiben, wie das Gerät nicht nur die Stärke des elektromagnetischen Feldes, sondern auch die 3D-Polarisationsorientierung und die Ausbreitungsrichtung, den sogenannten k-Vektor, bestimmen kann. Nach Angaben der ARL wurde eine solche Messung erstmals mit einem Quantensensor durchgeführt.

Herkömmliche Sensoren messen üblicherweise die Stärke eines elektromagnetischen Feldes nur in einer Richtung gleichzeitig. Der kann jedoch sowohl die Richtung als auch die Bewegung des elektromagnetischen Feldes „sehen" und liefert so ein vollständiges dreidimensionales Bild.

Obwohl der Sensor nur wenige Zentimeter

Obwohl der Sensor nur wenige Zentimeter groß ist, kann er die Richtung eingehender Signale mit einer Genauigkeit. Dies könnte ihn zu einer hochflexuellen Plattform für die Erfassung und Ortung ämpften Umgebungen machen.

Ein winziger Sensor für einen überfüllten Frequenzraum Im Gegensatz zu herkömmlichen Antennen, die oft physisch vergleichbar mit den müssen und typischerweise auf schmale Frequenzbereiche beschränkt sind, ist der Sensor der ARL unabhängig öße. Er kann zudem über das gesamte Hochfrequenzspektrum hinweg betrieben werden.

Diese Leistungsfähigkeit resultiert aus der breitenbandigen Natur, die arbeiten können. „Das moderne Schlachtfeld ist eine extrem komplexe Hochfrequenzumgebung", sagte Meyer. „Mit der Verbreitung autonomer Systeme können Hunderte unterschiedlicher Signalfunktionen entstehen.

Eine einzelne Sensorplattform, die den gesamten

Eine einzelne Sensorplattform, die den gesamten Radiofrequenzspektrum abdeckt und die dreidimensionale Richtung dieser Felder messen kann, stellt eine potenziell transformativen Fähigkeit dar, insbesondere im Bereich der Spektrumsüberwachung", fuhr er fort.

Aufbauend auf jahrelanger Quantenfor schung funktioniert der Sensor durch eine winzige Glaszelle, die mit Rubidiumatomdampf gefüllt ist. Forscher leiten Laserstrahlen durch die Zelle, um die Atome in Rydberg-Zustände zu versetzen.

Wenn eine Radiowelle durch die Zelle hindurchtritt, reagieren die Atome auf eine Weise, die Stärke, Richtung und Bewegung des Feldes in drei Dimensionen offenbart. Die jüngsten Arbeiten bauen auf die frühere Entwicklung des Rydberg-Elektrometers durch das ARL auf.

Im Jahr 2024 demonstrierte das Team seine Fähigkeit, die Polarisation Informationen zu entschlüsseln, die in dieser Polarisation kodiert sind. Die Forschung wurde in einem Artikel mit dem Titel „Physical Review Applied" veröffentlicht.