查普曼大學和其他機構的研究團隊採用了新的干擾雷達原理，利用雷達波形的疊加提高了物體之間的距離解析度。這些成果可能會對軍事、建築、考古、礦物學和許多其他雷達應用領域產生重要影響。

這項首次原理驗證實驗開啟了一個新的研究領域，其許多可能的應用將對價值數十億美元的雷達產業產生顛覆性的影響。在理論和實驗方面都有許多新的研究方向。

這項發現解決了一個長達九十年之久的問題，即科學家和工程師通常需要犧牲雷達的細節和分辨率來換取觀測距離——無論是在水下、地下還是空中。先前的限制將物體之間的距離估計為無線電波長的四分之一，而這項技術僅利用雷達波就提高了物體之間的距離分辨率。

《物理評論快報》上發表的這篇文章的主要作者約翰-豪威爾（John Howell）說：”我們相信，這項工作將開闢大量新的應用領域，並改進現有技術。高效的人道主義排雷或進行高解析度、非侵入性醫療感測的可能性非常誘人。

豪威爾和來自查普曼大學量子研究所、希伯來大學、耶路撒冷大學、羅徹斯特大學、週長研究所和滑鐵盧大學的研究人員組成的研究小組證明，量程分辨率比人們長期以來認為的極限高出100 多倍。這項成果打破了分辨率與波長之間的權衡，使操作人員能夠使用長波長，並獲得高空間解析度。

研究人員透過使用具有陡峭梯度和零時間梯度的函數，證明有可能透過測量波形的極小變化來精確預測兩個物體之間的距離，同時也能抵禦吸收損失。對考古學家來說，這創造了區分地下深處一枚硬幣和一塊陶器碎片的能力。

這個突破性想法依賴於特別製作的波形的疊加。當無線電波從兩個不同的表面反射時，反射的無線電波相加形成新的無線電波。研究團隊利用專門設計的脈衝來產生一種新的疊加脈衝。這種複合波具有獨特的亞波長特徵，可用來預測物體之間的距離。

“在無線電工程中，幹擾是一個負面的詞，被認為是一種有害效應。在這裡，我們扭轉了這種態度，利用波幹擾效應打破了雷達測距的長期限制，其幅度達到了數量級， 「查普曼大學量子研究主任安德魯-喬丹（Andrew Jordan）說。 “在遠程雷達感測中，只有少量的電磁輻射會回到偵測器。我們設計的客製化波形具有自參照的重要特性，因此可以將目標的特性與訊號損失區分開來”。

豪威爾補充說：”我們現在正在努力證明，不僅可以測量兩個物體之間的距離，還可以測量許多物體的距離，或者對錶面進行詳細的特徵描述。”

編譯來源：ScitechDaily