Прорыв в технологиях вещания в диапазоне очень низких радио частот (ОНЧ )!
Высокочастотные электромагнитные волны сотовой связи поглощаются материалами строительных конструкций, вследствие чего в условиях плотной городской застройки мобильные телефоны иногда становятся «глухонемыми» и приходится искать зоны устойчивого радиоприема, перемещаясь по улицам. В поисках технологий беспроводной связи, в равной мере чувствительных к радиосигналам и в открытом поле, и в стесненных высотными зданиями пространствах, и в подвалах домов, и в шахтах, ученые Национального института стандартов и технологий США (National Institute of Standards and Technology - NIST) пришли к использованию диапазона очень низких радио частот (ОНЧ), который применяется для обмена текстовыми сообщениями между подводными лодками на глубинах до 18 м.
Радиоволны диапазона очень низких частот (3-30 кГц) способны распространяться на расстояния, значительно большие, чем в коротковолновом диапазоне (в сотовой связи частотные диапазоны размещены вблизи 2 ГГц), при существенно меньшем затухании. Однако для приема радиоволн диапазона ОНЧ необходимы антенны огромных габаритов, что не является «отягчающим обстоятельством» для подводных лодок, но, очевидно, неприемлемо для мобильных устройств. Кроме того, узкая полоса каналов связи на ОНЧ не позволяет реализовать передачу по ним аудио- и видеофайлов.
К решению этих двух проблем вплотную подошли ученые-радиотехники NIST благодаря разработанному ими квантовому магнитному датчику (магнитометру), обладающего рекордной на сегодняшний день чувствительностью к магнитной компоненте электромагнитных волн диапазона ОНЧ. Ключевым компонентом изобретенного в NIST магнитометра являются атомы рубидия, квантовые переходы между энергетическими уровнями которых используются для генерации магнитных сигналов ОНЧ (а при получении таких сигналов в атомах рубидия происходит обратных процесс - переход их из одного стабильного энергетического состояния в другое стабильное энергетическое состояние). То есть атомы рубидия выполняют роль триггера, переключающегося между двумя квантовыми уровнями энергии.
Радиотехники NIST применили технологию цифровой модуляции для управления горизонтальными и вертикальными составляющими магнитного поля, излучаемого (и принимаемого) атомами рубидия. В проведенных экспериментах была зафиксирована пороговая чувствительность магнитометра на уровне 1 пикотесла на частоте ниже 1000 Гц. В настоящее время американские изобретатели работают над дальнейшим повышением показателей чувствительности и ширины полосы пропускания. И когда у них это получится, можно будет говорить о начале «эры низкочастотного квантового магнитного радио», для которого нет преград ни на суше, ни под землей, ни под водой.
Комментарии
Отправить комментарий