Эффект Доплера — изменение частоты волны в результате движения источника излучения по отношению к приемнику — широко применяется в современных технологиях, от отслеживания скорости движения автомобилей до определения местоположения спутников. Однако традиционные радары не справляются с обнаружением объектов, которые движутся под определенным углом к сигналу. Эту проблему решает изобретение ученых из Шанхая — терагерцовый вихревой излучатель пучка.

Специалисты из Научно-технического университета Шанхая предложили радарную систему, которая использует не только линейные, но и спиралевидные электромагнитные волны с орбитальным угловым моментом. У таких «вихревых» волн будет спиральная закрутка и характерный вращательный эффект Доплера при столкновении с объектом, вращающимся вокруг своей оси.

«Насколько нам известно, это исследование представляет первую демонстрацию интегрированного терагерцового вихревого эмиттера пучка, специально разработанного для обнаружения целей», — сказал профессор Чжу Имин, один из авторов статьи об изобретении.

ТГц-изучение отлично подходит для получения радиолокационных изображений высокого разрешения. По спектру частот ТГц-волны располагаются между микроволновым и инфракрасным диапазонами и обладают уникальной способностью проникать сквозь различные материалы с минимальным разрушительным воздействием. Однако несмотря на свой потенциал они обладают рядом недостатков: низкой эффективностью и стабильностью.

Команда ученых из Шанхая разработала новый подход к комбинированию интегрированного ТГц-эмиттера и вихревых пучков с положительными и отрицательными зарядами. Манипулируя частотой пучков, они генерируют сигналы радара, которые необычайно точно измеряют скорость вращающихся объектов — с максимальным пределом погрешности около 2%. Помимо этого, ученые сумели обойти проблему, связанную с поляризацией. Таким образом, радар получил возможность обнаружения вращения в ТГц-диапазоне, пишет Phys.org.

Эта технология имеет множество вариантов применения в оборонной промышленности, и не только в области обнаружения целей, но и в системах тактического противодействия.