חוקרים פיתחו טכנולוגיית מכ"ם חדשה המשפרת את רזולוציית המרחק באופן משמעותי, ומבטיחה שיפורים בתחומים שונים כמו צבא וארכיאולוגיה. קרדיט: twoday.co.il.com
טכנולוגיית מכ"ם פורצת דרך משפרת את רזולוציית המרחק, משפיעה על תעשיות מרובות ומאפשרת יישומים מתקדמים כמו אפיון משטח מפורט.
פונקציות מכ"ם הפרעות חדשות המועסקות על ידי צוות חוקרים מאוניברסיטת צ'פמן וממוסדות אחרים משפרות את רזולוציית המרחק בין עצמים באמצעות גלי מכ"ם. לתוצאות עשויות להיות השלכות חשובות בצבא, בבנייה, בארכיאולוגיה, במינרלוגיה ובתחומים רבים אחרים של יישומי מכ"ם.
ניסוי הוכחת העיקרון הראשון הזה פותח תחום מחקר חדש עם יישומים אפשריים רבים שיכולים להפריע לתעשיית המכ"ם של מיליארדי דולרים. יש הרבה אפיקים חדשים שאפשר ללכת אליהם הן בתיאוריה והן בניסוי.
פתרון אתגר בן עשרות שנים
התגלית מטפלת בבעיה בת תשעה עשורים המחייבת מדענים ומהנדסים להקריב פרטים ורזולוציה למרחק תצפית – מתחת למים, מתחת לאדמה ובאוויר. הגבול הקודם הגביל את המרחק המוערך בין עצמים לרבע מאורך הגל של גלי רדיו; טכנולוגיה זו משפרת את רזולוציית המרחק בין עצמים באמצעות גלי מכ"ם.
"אנו מאמינים שהעבודה הזו תפתח שורה של יישומים חדשים וגם תשפר טכנולוגיות קיימות", אומר ג'ון האוול, המחבר הראשי של המאמר שפורסם ב- מכתבי סקירה פיזית ומודגש כמאמר הצעת עורכים (ראה רזולוציית מכ"ם מקבלת דחיפה). "האפשרות של הוצאת מוקשים הומניטרית יעילה או ביצוע חישה רפואית לא פולשנית ברזולוציה גבוהה היא מאוד מעוררת מוטיבציה", מוסיף האוול.
שיפורים ברזולוציית מכ"ם
האוול וצוות חוקרים מהמכון לחקר קוונטים באוניברסיטת צ'פמן, האוניברסיטה העברית בירושלים, אוניברסיטת רוצ'סטר, המכון הפרימטר וה- אוניברסיטת ווטרלו הפגינו רזולוציית טווח טובה יותר מפי 100 מהמגבלה שהאמינו לאורך זמן. תוצאה זו שוברת את הפשרה בין רזולוציה ואורך גל, ומאפשרת למפעילים להשתמש באורכי גל ארוכים וכעת יש להם רזולוציה מרחבית גבוהה.
על ידי שימוש בפונקציות עם שיפועים תלולים ואפסים כאחד, החוקרים הראו שניתן למדוד שינויים קטנים ביותר בצורת הגל כדי לחזות במדויק את המרחק בין שני אובייקטים תוך עמידה בפני הפסדי ספיגה. בעיני ארכיאולוג, זה יוצר את היכולת להבחין בין מטבע עמוק מתחת לאדמה לרסיס חרס.
רעיון פריצת הדרך מסתמך על סופרפוזיציה של צורות גל שנוצרו במיוחד. כאשר גל רדיו משתקף משני משטחים שונים, גלי הרדיו המוחזרים מוסיפים ליצירת גל רדיו חדש. צוות המחקר משתמש בפולסים שתוכננו למטרות כדי ליצור סוג חדש של דופק מעל. לגל המרוכב יש תכונות אורך-גל ייחודיות שניתן להשתמש בהן כדי לחזות את המרחק בין העצמים.
שינוי חישת רדאר
"בהנדסת רדיו, הפרעה היא מילה גסה ונחשבת כאפקט מזיק. כאן, אנו הופכים את הגישה הזו על ראשה, ומשתמשים באפקטים של הפרעות גלים כדי לשבור את הגבול רב השנים על מכ"ם בטווחים בסדרי גודל", אומר אנדרו ג'ורדן, מנהל מחקר קוונטים באוניברסיטת צ'פמן. "בחיישת מכ"ם מרחוק, רק כמות קטנה מהקרינה האלקטרומגנטית מוחזרת לגלאי. לצורות הגל המותאמות שתכננו יש את התכונה החשובה של הפניה עצמית, כך שניתן להבחין בין מאפייני המטרה לבין אובדן אות".
האוול מוסיף, "אנחנו עובדים כעת כדי להדגים שאפשר לא רק למדוד את המרחק בין שני אובייקטים, אלא אובייקטים רבים או לבצע אפיון מפורט של משטחים."
