[發明專利]基于里德堡原子的微波天線及雷達

在審

• 申請號: 202011438922.2
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112615155A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 張新定;廖開宇;顏輝
• 申請（專利權）人: 清遠市天之衡傳感科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q19/10;H01Q21/00
• 代理公司: 廣州高炬知識產權代理有限公司 44376
• 代理人: 高雁

1.一種基于里德堡原子的微波天線，其特征在于，包括：

包括有里德堡原子氣室的原子微波天線，用于接收空間掃描電磁波的反射波，并根據反射波輸出原始反射信號；

信號加工裝置，用于對所述原始反射信號作信號變換處理，獲得變換反射信號，并將所述變換反射信號發送至雷達信號處理裝置，以指示所述雷達信號處理裝置根據所述變換反射信號顯示雷達信號。

2.根據權利要求1所述的基于里德堡原子的微波天線，其特征在于，所述原子微波天線包括里德堡原子氣室、探測激光器、耦合激光器和光電探測器；

所述里德堡原子氣室內儲存有里德堡熱原子；

所述探測激光器用于發射探測光，所述耦合激光器用于發射耦合光，其中，所述探測光和所述耦合光用于將所述里德堡熱原子從基態激發至里德堡態，所述探測光還用于產生拉曼吸收的量子干涉效應；

所述光電探測器用于探測試營業拉曼吸收峰的劈裂寬度，求出待測電場強度，以獲得所述原始反射信號。

3.根據權利要求2所述的基于里德堡原子的微波天線，其特征在于，所述耦合光為藍失諧耦合光，所述探測光為紅失諧探測光；

其中，所述藍耦合光的失諧頻率為70至130MHz，；所述紅探測光的失諧頻率為70至130MHz。

4.根據權利要求3所述的基于里德堡原子的微波天線，其特征在于，所述藍耦合光的失諧頻率為100MHz，波長為480nm；所述紅耦合光的失諧頻率為100MHz，波長為780nm。

5.根據權利要求2至4任意一項所述的基于里德堡原子的微波天線，其特征在于，所述里徳堡熱原子為銣原子。

6.根據權利要求1所述的基于里德堡原子的微波天線，其特征在于，所述對所述原始反射信號作信號變換處理，獲得變換反射信號的過程，包括步驟：

獲取原始反射信號的第一近場數據；

對所述第一近場數據作數學變換處理，獲得所述原始反射信號的遠場數據；

對所述遠場數據作所述數學變換的逆變換處理，獲得所述原始反射信號的第二近場數據；

根據所述第二近場數據，還原出變換反射信號。

7.根據權利要求6所述的基于里德堡原子的微波天線，其特征在于，所述獲取原始反射信號的第一近場數據的過程，包括步驟：

對所述原始反射信號作預設采樣，獲得預設采樣點的場分布數據；

根據所述場分布數據確定所述第一近場數據。

8.根據權利要求6或7所述的基于里德堡原子的微波天線，其特征在于，所述數學變換處理為快速傅里葉變換處理。

9.一種基于里德堡原子天線的微波雷達，其特征在于，包括：

微波發射天線陣列，用于發射空間掃描電磁波；

如權利要求1至8任意一項所述的基于里德堡原子的微波天線；

雷達信號處理裝置，用于根據所述基于里德堡原子的微波天線的變換反射信號顯示雷達信號。

10.根據權利要求9所述的基于里德堡原子天線的微波雷達，其特征在于，所述微波發射天線陣列用于發射頻率為1GHz至500GHz的空間掃描電磁波。