Kelab Radio Amatur Komunikasi Bencana

  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

"Radio Kuantum" Boleh Menawarkan Putaran Baru Berkomunikasi Dalam Persekitaran Bermasalah

E-mail Print PDF

Penyelidik di National Institute of Standards and Technology (NIST) telah menunjukkan bahawa fizik kuantum mungkin membolehkan komunikasi dan pemetaan di lokasi di mana GPS, telefon bimbit, dan radio tidak boleh digunakan atau tidak berfungsi sama sekali, seperti di dalam rumah, bawah air, dan bawah tanah. NIST mengumumkan kemajuan teknologi pada 2 Januari.

Teknologi ini mungkin mempunyai aplikasi marin, ketenteraan, dan ukur. Pasukan NIST sedang bereksperimen dengan frekuensi sangat rendah (VLF) isyarat magnetik yang dimodulasi, yang menyebarkan lebih jauh melalui bangunan, air, dan tanah daripada isyarat elektromagnet konvensional pada frekuensi yang lebih tinggi.

"Masalah besar dengan komunikasi frekuensi VLF, termasuk radio magnetik, adalah sensitiviti penerimaan yang lemah dan jalur lebar yang sangat terbatas bagi pemancar dan penerima yang sedia ada. Ini bermakna kadar data adalah zilch, "kata pengurus projek NIST Dave Howe, AD0MR.

"Kepekaan medan magnetik terbaik diperolehi menggunakan sensor kuantum. Kepekaan yang meningkat pada asasnya menjadi lebih baik. Pendekatan kuantum juga menawarkan kemungkinan untuk mendapatkan komunikasi jalur lebar yang tinggi seperti telefon bimbit. Kami memerlukan jalur lebar untuk berkomunikasi dengan audio di dalam air dan dalam lain-lain persekitaran yang sukar, "katanya.

Penyelidik NIST telah menunjukkan pengesanan isyarat magnetik digital yang dimodulasi oleh sensor medan magnet yang bergantung kepada sifat-sifat kuantum atom rubidium. Teknik NIST membezakan medan magnet untuk memodulasi atau mengawal frekuensi - khususnya, kedudukan mendatar dan menegak bentuk gelombang isyarat - yang dihasilkan oleh atom.

NIST membangun magnetometer arus langsung yang menggunakan cahaya terpolarisasi sebagai pengesan untuk mengukur "spin" atom rubidium dalam sel kaca kecil yang disebabkan oleh medan magnet. Perubahan dalam ke;ajuan putaran atom sesuai dengan ayunan dalam medan magnet dc, mewujudkan voltan arus bolak pada pengesan cahaya yang lebih berguna untuk komunikasi.

"Atom menawarkan tindak balas yang sangat cepat serta kepekaan yang sangat tinggi," kata Howe. "Komunikasi klasik melibatkan tradeoff antara ja;ur lebar dan kepekaan. Kami kini boleh mendapatkan keduanya dengan sensor kuantum." Howe menjangkakan pada aplikasi Radio Amatur.

"Radio kuantum sangat menyeronokkan, kepekaan yang jauh lebih baik dari mana-mana penerima lain, pada suhu bilik," kata Howe kepada ARRL. "Atom di dalam sel gas menggantikan 'antena' dan pengesanan dalam pengertian klasik. Adalah baik untuk mencuba modulasi dalam jalur 2200 meter menggunakan penerima kuantum untuk pengesanan. "Pada masa akan datang, pasukan NIST merancang untuk membangun pemancar yang lebih baik.

Dalam ujian NIST, sensor mengesan isyarat medan magnet yang dimodulasi secara digital dengan kekuatan 1 pikotesla - satu juta kekuatan medan magnet Bumi - dan pada frekuensi di bawah 1 kHz.

Untuk meningkatkan prestasi, pasukan NIST sedang membina dan menguji magnetometer kuantiti tersuai. Seperti jam atom, peranti akan mengesan isyarat dengan menukar antara tahap tenaga dalaman atom dan sifat-sifat lain, kata Howe. Para penyelidik berharap untuk memperluaskan pelbagai isyarat medan magnet frekuensi rendah dengan meningkatkan kepekaan sensor, menekan bunyi lebih berkesan, dan meningkatkan dan menggunakan jalur lebar sensor.

Strategi NIST memerlukan mencipta bidang yang sama sekali baru, yang menggabungkan fizik kuantum dan radio magnetik frekuensi rendah, kata Howe.