连续量子孔径:基于单蒸气室里德堡接收器的波束成形技术

传统上,波束成形被理解为通信和雷达领域中多个离散天线元件的集体特性,其将角度选择性与阵列尺寸、单元间距和频段专用硬件联系起来。本研究揭示了一种由里德堡原子接收器实现的根本性不同波束成形机制:经本振场调制的里德堡原子气室构成了连续量子孔径。在此机制下,孔径内空间变化的量子相干性提供了连续的幅相调控,使得定向波束图样能从一个传感体积而非工程化阵列中产生。该团队建立了连续量子孔径理论,证明通过定制本振场可直接编程孔径响应。这实现了单个气室内可重构的单峰、多峰及多频段波束成形。基于里德堡原子接收器原型的实验验证了实际波束图样与理论预测在孔径尺寸、频段和本振配置方面的一致性。利用这一新机制,研究人员进一步通过单气室平台展示了干扰抑制、多用户接入及多频段多用户接入功能。该成果确立了连续量子孔径作为里德堡原子接收器的新工作原理,并将单气室波束成形打造为空间选择性电磁接收的一体化可重构平台。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-10 07:50

量科快讯