美國空軍的B-2A隱形轟炸機:研究人員已經成功地研制出一種新型的雷達,能夠作為防空系統來識別出虛假的雷達返回信號。
如今,隱形飛機對于人們來說已經不是什么陌生的東西了,而且許多人也都知道這種飛機之所以能夠“隱形”是因為它能夠對雷達信號進行干擾,從而躲開雷達的監(jiān)測。不過現在隱形飛機也要小心了,因為科學家們已經找到了讓它們現形的方法。
據英國《每日郵報》網站12月17日的報道,美國羅切斯特大學光學研究所的研究團隊近日成功研發(fā)出一種抗干擾的量子雷達,這種雷達利用光子的量子特性來對目標進行成像,由于任何物體在接收到光子信號之后都會改變其量子特性,所以這種雷達能夠輕易探測到隱形飛機,而且?guī)缀跏遣豢杀桓蓴_的。
量子雷達的工作原理:如果一架隱形飛機試圖攔截這些光子并返回虛假信號,那么光子的量子特性就會發(fā)生改變,進而雷達就能判斷出該目標是否安全。
據了解,隱形飛機在飛行到雷達監(jiān)測區(qū)時,會通過釋放噪聲或拋灑大量金屬箔條來干擾雷達信號,從而讓雷達接收到虛假的信息,而誤認為目標是安全而無威脅的。為了能識別出這些虛假信息,研究人員建議使用極化光子來對目標進行檢測和成像,如果一架隱形飛機試圖攔截這些光子并返回虛假信號,那么光子的量子特性就會發(fā)生改變,雷達在監(jiān)測到這一改變后就會對目標進行成像,該技術的原理與量子密鑰分配加密技術比較類似,在竊聽者試圖改變量子特性時就會暴露自己的位置。“如果想要干擾我們的成像系統,目標就必須擾亂分布相當密集的成像光子的量子形態(tài),那么此時我們就能對其中所產生的誤差進行統計,”研究人員在報告中這樣寫道。
在沒有收到干擾的情況下,雷達所顯示的正常的目標影像(左圖),如果目標試圖通過干擾返回虛假信號時(右圖),成像系統就會根據誤差率而檢測到目標是否正在進行干擾。
研究團隊的主管邁胡爾·馬利克(Mehul Malik)表示,目前他們已經在一些機型的目標上對該技術進行了測試,并且獲得了返回信號的偏振錯誤率,在沒有信號干擾時,系統能夠輕易繪制出一架隱形飛機的形狀,而當目標干擾信號試圖把自己偽裝成一只鳥時,返回的圖像中出現了很明顯的改變,這種改變就說明目標正在進行信號干擾,并因此將其確定為危險目標。“這是量子力學在抗干擾雷達成像系統中的一次成功運用,令人印象深刻,”麻省理工學院《科技評論》的知名物理學博客arXiv這樣寫道。
根據研究人員的介紹,目前新的量子雷達系統還不算很完善,比如該系統會發(fā)出一大串的光子,而這些光子可能會被敵人截獲并進行分析,此外相對復雜的干擾可能包含大量的虛假位置和時間信息,而目前的量子雷達還難以通過光子的偏振狀態(tài)來識別出這些信息的真假,不過由于目前還沒有將該系統應用到軍事領域的計劃,所以暫時還沒有必要裝備那些能夠應對復雜干擾的設備。
據悉,該項研究成果已經發(fā)表在近期的《應用物理快報》(Applied Physics Letters)雜志上。