量子雷达探测目标的基本原理与进展

量子雷达作为一种新概念雷达,对经典雷达理论进行了扩展,并具备突破传统雷达在探测和成像等方面性能极限的应用潜力.在量子雷达的众多应用中,实现目标有无的探测是最核心的功能.目前,量子雷达主要包括干涉式量子雷达、接收端量子增强激光雷达和量子照射雷达三种类型.首先通过对量子雷达原理的介绍,梳理量子雷达与经典雷达的关系;然后对三种不同类型量子雷达的优缺点进行分析;最后对量子雷达未来发展中的关键技术进行梳理.     

量子雷达应用述评

量子雷达是一种利用量子现象进行目标状态感知与信息获取的远程传感设备,采用微波量子或光量子进行探测,利用量子特性提高其探测、识别和分辨目标的能力。作为一种新概念雷达,量子雷达可以突破标准量子极限并逼近海森堡极限,具有突破传统雷达在探测和成像等方面性能极限的潜力。总结了量子雷达基本概念、研究进展等情况,综合分析了目前研究的初步结论,预测了当前可能的应用方向,最后梳理了量子雷达的重点研究方向。     

量子照射雷达技术的基本原理与研究进展

通过将传统雷达探测技术与现代量子信息处理技术有机结合,量子雷达在弱反射率目标探测上能够提供经典探测手段无法比拟的优势.作为非常具有潜力的量子雷达类型之一,量子照射雷达以纠缠光子为探测手段,依靠对量子关联特性的测量能够完成目标有无的判断.首先对量子雷达的概念和分类进行了简单介绍;然后对双光子纠缠态量子照射雷达和高斯态量子照射雷达的工作机理与关键技术进行了分析与讨论,并将两种方式的量子照射雷达与经典探测手段进行了性能对比,结果显示量子照射雷达在信噪比、准确性、抗噪性以及隐身性等方面都具有明显的优势;最后指出了量子照射雷达目前存在的问题和未来发展的方向.     

量子雷达研究进展

量子雷达是一种利用量子资源提升探测性能的新体制雷达,它能够突破传统雷达的性能极限,具有广阔的应用前景。文中从量子雷达的概念内涵出发,阐述了量子雷达的系统架构,并介绍了在量子雷达体制研究、量子态调制技术、量子态传输与散射特性、量子检测技术等方面已开展的工作,最后提出了量子雷达进一步研究亟需解决的关键问题。     

量子雷达检测方程及其应用

量子雷达是一种利用量子资源提升探测性能的新体制雷达，它是经典雷达的升级改进，在信号的调制、传输、接收和检测的原理上都与传统雷达有较大区别。文中从量子物理理论出发，提出了量子雷达的信号回波和背景噪声的一般公式，研究了量子雷达信号检测的一般方法与极限性能，在此基础上提出了量子雷达的一般性方程，并结合在单光子检测雷达这一具体问题上的应用，对量子雷达方程进行了阐释，定量分析了量子雷达相比于经典雷达在探测威力上得到的提升。文章最后对量子雷达方程与探测机理进行了总结。     

量子雷达技术发展与展望

量子雷达是一种利用量子现象进行目标状态感知与信息获取的远程传感设备。通过引入量子增强策略,量子雷达的测量可以突破标准量子极限并逼近Heisenberg极限。首先,探讨量子力学在信息获取、传播和处理过程中的推进作用和量子远程传感器的应用需求;随后,着重介绍量子雷达的基本概念和原理,包括量子干涉测量、量子激光雷达和量子照明,对3种量子雷达体制的性能进行了分析;此外,分析量子雷达的技术要点,如量子纠缠源、量子信号的调制与检测、量子雷达的结构以及未来发展方向。     

量子雷达在未来电子战中的应用前景

雷达在军事电子战中扮演着极为重要的角色,其中量子雷达是近些年发展的新概念,其利用量子效应来控制电磁波的量子态,突破了传统雷达探测技术瓶颈,在隐身目标探测、雷达成像等方面具有巨大应用前景。本文简述了当前量子雷达探测基础理论,给出量子雷达对比传统雷达的技术优势,从而提出量子雷达在未来电子战的应用方向。     

量子计量技术在预警机中的应用探讨

量子计量学是由量子力学和计量科学交叉而产生的一门新兴学科,涉及到感知、成像、测距、测速、计时以及定位等多个应用领域.近年来,随着量子技术的快速发展及其自身的巨大应用潜力,量子计量技术被投入越来越广泛的关注.研究结合量子计量技术的特点,从量子导航、量子雷达、量子成像三个领域对量子计量技术的发展现状进行了介绍.结合预警机系统的特点,对未来三个领域可能的应用,以及由此而引发的预警机作战能力提升和作战模式改变进行了探讨.     

量子成像和量子雷达在遥感探测中的发展评述

根据量子信息技术在遥感探测领域的最新研究进展,概述了量子成像和量子雷达的原理、优势和研究现状,评述了在工程化实现过程中需要解决的基础理论问题和关键技术,指出基于量子信息技术的新型遥感探测系统有望突破现代雷达的局限,成为未来新一代雷达的发展方向.     

单光子量子雷达的恒虚警检测条件

量子雷达是将量子效应引入经典雷达探测领域,解决经典雷达在探测、测量和成像等方面的技术瓶颈,提升雷达综合性能的技术。文中简述了量子雷达的基本原理及光子计数体制雷达在这一领域所处的地位,基于普朗克公式和奈奎斯特公式分析了光子计数体制雷达的量子物理基础,基于纽曼·皮尔逊准则推导了光子计数体制中最优的信号检测准则,提出了光子计数体制量子雷达的恒虚警检测条件,基于真实环境进行了光子计数雷达的信号检测仿真,并对比了文中提出的方法相对于经典雷达信号检测方法在光子计数体制下的优势。     

量子雷达探测中的目标特性

量子雷达具备与经典雷达不同的探测原理和特征,有望为经典雷达探测中面临的难题提供新的解决途径,因此具有重要的应用潜力。目标特性是影响雷达探测效果和获取目标信息的重要研究内容,在量子雷达的探索过程中,对量子探测中目标特性的研究,目前还处在早期,缺少系统的研究。文中尝试对量子探测中的目标特性研究进行初步讨论:基于量子探测中的目标特性概念,讨论量子雷达中量子态信号检测下的目标特性,并对偏振态、纠缠态和压缩态等信号下的量子目标特性进行分析,为以后的研究工作提供参考。     

涡旋电磁波及其在雷达中应用研究进展

涡旋电磁波因携带有轨道角动量信息,相比于传统电磁波有着更高维度的信息调制自由度,在雷达目标检测和成像领域具有很大的应用潜力.本文首先介绍了涡旋电磁波基本概念和线极化条件下的辐射场分布特点.然后给出利用涡旋电磁波进行雷达目标成像和旋转目标检测的工作原理,分析总结了其相对于传统雷达探测技术展现出来的性能优势.接着综述了电磁涡旋成像和旋转多普勒检测的发展历程与研究现状,特别地,面向雷达目标探测需求对涡旋电磁波产生技术进行较为全面的总结和概括.最后,展望涡旋电磁波在雷达中应用的发展前景,指出未来发展中的若干关键科学问题.     

雷达动目标短时稀疏分数阶傅里叶变换域检测方法

复杂背景下的动目标检测技术是雷达目标探测的关键技术和难点之一,亟需发展和研究高时频分辨率、大数据量高效以及适用于多分量信号分析的方法和手段.该文结合经典时频分析技术和高分辨稀疏域信号处理的优势,提出短时稀疏分数阶傅里叶变换（ST-SFRFT）并用于雷达动目标检测和参数估计,实现时变信号高分辨时频表示的同时,改善SCR,提高复杂环境下雷达动目标检测的性能.实测对海雷达数据验证表明,所提方法在抗杂波以及参数估计精度等方面较经典时频动目标检测方法有明显优势.     

基于复像分析的雷达目标弱信号检测

论述了在强噪声下利用复像分析（Complex-Image Analysis）检测雷达目标弱信号的方法,通过这种方法,可以提高雷达在强噪声下对目标的检测能力,使得利用阈值检测无法检测到的目标经过复像分析的处理之后,可以被正确地检测出来,利用复像分析的检测是一种识别检测,即在目标被检测到的同时,一些目标的基本特性也可以由复像分析的结果得到。     

基于GNSS的无源雷达海面目标检测技术综述

与常规雷达相比,无源雷达由于不需要特定的发射站,具有成本低、抗干扰能力强等优势。用于构成无源雷达的机会照射源种类多种多样,其中,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)由于其全球覆盖的特性,且具有较大的信号带宽,将其作为机会照射源构成无源雷达在海面目标检测方面有着显著的优势。本文首先建立了GNSS照射下的海面目标回波模型,并分析了基于GNSS的无源雷达海面目标检测的难点;接着介绍了现有基于GNSS的无源雷达海面目标检测方法,并分析了各个方法的优缺点;最后,对基于GNSS的无源雷达海面目标检测的研究前景和发展趋势进行了展望。