基于原子的无线电通信
研究人员展示了一种基于原子的传感器，它可以确定传入无线电信号的方向，这是潜在原子通信系统的另一个关键部分，该系统可以比传统技术更小，在嘈杂的环境中工作得更好。
测量信号“到达角”的能力有助于确保雷达和无线通信的准确性，这需要从随机或故意干扰中挑选出真实的消息和图像。真正的基于原子的通信系统将使 5G 及以后受益。
两个不同颜色的激光器在一个微小的玻璃烧瓶或细胞中制备气态铯原子，这些原子处于高能（里德堡）状态，具有新的特性，例如对电磁场极为敏感。电场信号的频率会影响原子吸收的光的颜色。基于原子的“混频器”接收输入信号并将其转换为不同的频率。一个信号用作参考，而第二个信号被转换或失谐到较低频率。激光探测原子以检测和测量两个信号之间的频率和相位差异。相位是指电磁波在时间上相对于彼此的位置。
混频器在原子蒸气室的两个不同位置测量失谐信号的相位。根据这两个位置的相位差，研究人员可以计算出信号的到达方向。为了演示该方法，该团队在蒸汽电池内的两个位置测量了 19.18 GHz 实验信号的相位差，用于不同的到达角度。他们将这些测量结果与模拟和理论模型进行了比较，以验证新方法。
基于原子的传感器通常具有许多可能的优势，包括高度准确和通用的测量；也就是说，到处都是一样的，因为原子是相同的。基于原子的测量标准包括长度和时间。
随着进一步的发展，基于原子的无线电接收器可能会比传统技术提供许多好处。例如，不需要传统的电子设备将信号转换为不同的频率进行传输，因为原子会自动完成这项工作。天线和接收器可以在物理上更小，具有微米级尺寸。此外，基于原子的系统可能不太容易受到某些类型的干扰和噪声的影响。
传感器