論文の概要: Remote sensing of soil moisture using Rydberg atoms and satellite signals of opportunity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.03175v1
• Date: Tue, 5 Mar 2024 18:09:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-06 13:51:31.318724
• Title: Remote sensing of soil moisture using Rydberg atoms and satellite signals of opportunity
• Title（参考訳）: Rydberg原子と衛星信号を用いた土壌水分のリモートセンシング
• Authors: Darmindra Arumugam, Jun-Hee Park, Brook Feyissa, Jack Bush, Srinivas Prasad Mysore Nagaraja
• Abstract要約: ライドバーグ原子センサーは、バンド固有の電子回路を必要とせず、マイクロからミリ波をカバーするように調整することができる。 我々は、これらの原子をXM衛星電波信号に感度付け、信号相関を用いて、土壌水分のリモートセンシングにこれらの衛星信号を使用することを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8437187555622164
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Spaceborne radar remote sensing of the earth system is essential to study natural and man-made changes in the ecosystem, water and energy cycles, weather and air quality, sea level, and surface dynamics. A major challenge with current approaches is the lack of broad spectrum tunability due to narrow band microwave electronics, that limit systems to specific science variable retrievals. This results in a significant limitation in studying dynamic coupled earth system processes such as surface and subsurface hydrology, where broad spectrum radar remote sensing is needed to sense multiple variables simultaneously. Rydberg atomic sensors are highly sensitive broad-spectrum quantum detectors that can be dynamically tuned to cover micro-to-millimeter waves with no requirement for band-specific electronics. Rydberg atomic sensors can use existing transmitted signals such as navigation and communication satellites to enable remote sensing. We demonstrate remote sensing of soil moisture, an important earth system variable, via ground-based radar reflectometry with Rydberg atomic systems. To do this, we sensitize the atoms to XM satellite radio signals and use signal correlations to demonstrate use of these satellite signals for remote sensing of soil moisture. Our approach provides a step towards satellite-based broad-spectrum Rydberg atomic remote sensing.
• Abstract（参考訳）: 地球システムの衛星搭載レーダーリモートセンシングは、生態系、水とエネルギーサイクル、天候と大気の質、海面、表面ダイナミクスの自然および人為的な変化を研究するのに不可欠である。 現在のアプローチにおける大きな課題は、特定の科学変数の検索に制限を課す狭帯域マイクロ波電子回路による広帯域波長可変性の欠如である。 この結果、複数の変数を同時に検出するために広帯域レーダーリモートセンシングが必要である表面・地下水文学などの動的結合土系プロセスの研究において、大きな制限が生じる。 ライドバーグ原子センサーは高感度の広スペクトル量子検出器であり、バンド固有電子回路を必要とせず、マイクロ-ミリ波をカバーするように動的に調整することができる。 rydberg原子センサーは、ナビゲーションや通信衛星などの既存の送信信号を使用してリモートセンシングを可能にする。 本研究では,ライドバーグ原子系を用いた地中レーダ反射法を用いて,土壌水分のリモートセンシングを実証する。 これを実現するために,xm衛星無線信号に対する原子のセンシングを行い,これらの衛星信号を用いて土壌水分のリモートセンシングを実証する。 我々のアプローチは、衛星ベースの広スペクトルRydberg原子リモートセンシングへのステップを提供する。

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