ثبات سیگنال مایکروویو

محققان انستیتوی ملی استاندارد و فناوری (NIST) از ساعتهای پیشرفته اتمی ، ردیاب های پیشرفته نور و ابزاری برای اندازه گیری و افزایش ثبات سیگنال مایکروویو به 100 برابر استفاده کرده اند. این یک گام بزرگ به سمت الکترونیک بهتر است تا انتشار دقیق تر زمان ، پیمایش بهتر ، ارتباطات مطمئن تر و تصویربرداری با وضوح بالاتر برای رادار و نجوم را نشان دهد. بهبود قوام سیگنال مایکروویو در یک بازه زمانی خاص به اطمینان از عملکرد مطمئن دستگاه یا سیستم کمک می کند.
این کار ثبات در حال حاضر فوق العاده ساعتهای اتمی آزمایشگاهی برش لبه را که در فرکانس های نوری کار می کنند به فرکانس های مایکروویو ، که در حال حاضر برای کالیبراسیون الکترونیک استفاده می شود ، منتقل می کند. سیستم های الکترونیکی قادر به شمارش مستقیم سیگنال های نوری نیستند ، بنابراین فن آوری و تکنیک های NIST بطور غیر مستقیم پایداری سیگنال ساعتهای نوری را به حوزه مایکروویو منتقل می کنند .
امواج نوری چرخه های کوتاه تر و سریع تری نسبت به سیگنال مایکروویو دارند ، بنابراین شکل های متفاوتی دارند. محققان هنگام تبدیل امواج نوری پایدار به مایکروویو ، فاز - زمان دقیق امواج را ردیابی کردند تا از یکسان بودن آنها اطمینان داشته باشند و نسبت به یکدیگر جابجا نشده باشند.

افزایش ثبات سیگنال مایکروویو

کوینلان گفت برخی از مؤلفه های سیستم NIST مانند شانه های فرکانس و آشکارسازها آماده استفاده در برنامه های میدانی هستند. اما محققان NIST هنوز در تلاشند ساعتهای نوری مدرن را به سیستم عامل های تلفن همراه منتقل کنند. ساعتهای ytterbium که با فرکانس 518 تراهرتز (تریلیون چرخه در ثانیه) کار می کنند ، در حال حاضر در تنظیمات آزمایشگاهی بسیار کنترل شده میزهای بزرگی دارند.
سیگنال های الکترونیکی فوق العاده پایدار می توانند از برنامه های گسترده ، از جمله کالیبراسیون در آینده ساعت های الکترونیکی ، مانند دستگاه های برقی که از بلورهای کوارتز نوسانی استفاده می شوند ، پشتیبانی کنند.
این یک نکته مهم برای تعریف مجدد استاندارد جهانی بین المللی است ، SI دوم که اکنون براساس فرکانسهای مایکروویو جذب شده توسط اتمهای سزیم در ساعتهای معمولی است.
انتظار می رود در سال های آینده جامعه علمی بین المللی استاندارد جدیدی را بر اساس فرکانس های نوری که سایر اتم ها از قبیل ytterbium جذب می کنند ، انتخاب کند. سیگنالهای فوق العاده پایدار همچنین می توانند سیستم های ارتباطی بی سیم را قابل اعتماد تر جلوه دهند.
سیگنال های الکترونیکی مشتق شده نوری می توانند سیستم های تصویربرداری را حساس تر کنند. حساسیت رادار ، به ویژه برای اشیاء در حال حرکت کند ، در حال حاضر با سر و صدای مایکروویو محدود است و می تواند تا حد زیادی افزایش یابد. کد های جدید ، با همکاری بین NIST و دانشگاه ویرجینیا تولید می شوند ، سیگنال های نوری را به صورت قابل پیش بینی تر و با سر و صدای کمتری نسبت به طرح های قبلی به سیگنال های میکروویو تبدیل می کنند . علاوه بر این ، مایکروویوها می توانند سیگنالهایی از ساعتهای نوری از راه دور برای کاربردهای ناوبری و تحقیقات بنیادی فیزیک داشته باشند.
تصویربرداری نجومی ، که اندازه گرانش زمین را اندازه گیری می کند ، اکنون بر اساس تشخیص سیگنال مایکروویو در گیرنده ها در سراسر جهان و ترکیب آنها برای شکل دادن تصاویر از اشیاء است.
کالیبراسیون از راه دور از این گیرنده ها می تواند امکان انتقال شبکه از زمین به فضا را فراهم کند ، این امر باعث افزایش وضوح تصویر و جلوگیری از تحریفات جوی می شود که زمان مشاهده را محدود می کند. محققان با ساعت مشاهده زمان به جای ثانیه ، می توانند اشیاء دیگری را تصویر کنند.