革命性雷達 精準定位的整合式太赫茲發射器
編譯／高晟鈞
相信我們在國中的理化課中都學過「都卜勒效應」。最經典的一個例子便是當救護車高速向你靠近你時，音調會變高；反之，當其遠離你行駛時，警笛聲則會變低。
然而，都卜勒效應的應用可僅此而已。從用雷達追蹤汽車的速度，到定位太空中的衛星，它其實在我們生活中無處不在；所有關於信號與探測器相對移動所產生的頻率變化都可以歸類其中。
傳統雷達的瓶頸
傳統雷達系統中，當信號與移動物體呈直角運動時會導致偵測靈敏度下降，因此科學家正致力於探索新的方法。
正常的信號波是呈現擴散狀的，那麼，想像一下當它與使用具有軌道角動量的螺旋電磁波作用時會發生什麼事呢?這種特殊的「漩渦波」成螺旋狀，當遇到旋轉物體時，會產生特殊的「旋轉性都卜勒效應」。
為了提高這種旋轉都卜勒效應的識別與檢測，來自上海理工大學的研究人員透過整合式太赫茲漩渦光束發射器來識別太赫茲波。
精確定位轉速
太赫茲波特別適合高解析度雷達成像。就頻率而言，它們位於微波和紅外線波之間，具有穿透各種材料的獨特能力，同時將損壞的風險降至最低。然而，儘管太赫茲波展現出巨大的前景，但它們也面臨一系列挑戰，例如低效率和不穩定問題。
研究人員開發了一種將集成太赫茲發射器和帶正負電荷的渦旋光束相結合的新方法。透過操縱這些渦旋光束的頻率，它們可以產生準確測量旋轉物體速度的雷達訊號。這項突破提供了以極高的精度確定物體旋轉速度的方法，最大誤差幅度僅為2%左右。
這種創新的雷達技術為廣泛的應用開闢了令人興奮的可能性。它不僅具有增強雷達目標探測的潛力，而且還可以為戰術軍事防禦帶來新的對抗系統。
資料來源:Phys.org
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