Linearized System Modeling of Multi-band MIMO Rydberg Atomic Receivers
Year: 2026
Type: article
Abstract: 由于里德堡原子丰富的能级结构,里德堡原子接收机可同时响应多频段射频信号.本文针对多频段多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)里德堡原子接收机,建立了涵盖多对里德堡共振能级的原子系统线性化理论框架.基于含时微扰理论推导了多频段信号激励下密度矩阵的一阶线性解,采用拉普拉斯变换得到各频段对应的频率响应解析表达式.在小信号条件下,一阶线性微扰解与龙格-库塔数值解高度一致.在此基础上,运用Floquet理论建立周期性信号激励下的非线性系统模型,并以总谐波失真为指标,定量分析接收机的线性工作动态范围.非线性失真与中频频率相关,表明原子接收机属于有记忆非线性系统.此外,本文构建了频率选择性MIMO电光转换信道模型,并将其与无线信道构成级联信道.针对酉信道、瑞利衰落信道以及含空间相关的瑞利衰落信道这三类典型无线信道环境,采用联合空频域注水算法求解原子接收机的系统容量.本文所建立的理论框架为多频段MIMO里德堡原子接收机的设计与优化提供了分析方法和理论依据.
Source: Acta Physica Sinica
Authors: QU Chuan, ZHANG Jian
Language: English
Subfield: Atomic and Molecular Physics, and Optics
Field: Physics and Astronomy
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W7225432572