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。     

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。     

量子雷达及其研究进展

量子雷达是近年来发展起来的一种新体制雷达,诞生之初便引起了国内外众多学者和研究机构的浓厚兴趣.本文首先从量子雷达技术特点出发,精炼了量子雷达的科学内涵,给出量子雷达基本概念与分类方法,指出其相对于传统雷达的性能优势;然后着眼于量子雷达起源、发展和现状,综述了量子雷达发展历程,总结归纳其具备突破传统雷达在探测、测量和成像等方面性能极限的应用潜力;最后,展望量子雷达的发展前景,提出了量子雷达走向实际应用的若干开放性问题.     

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。     

长基线统计MIMO雷达检测性能研究

为了充分利用统计多输入多输出(MIMO)雷达的空间分集能力,研究了长基线(天线间距与目标探测距离可比拟)统计MIMO雷达的检测方法和性能。首先,根据雷达方程给出了长基线统计MIMO雷达探测目标时各信道的信号模型;然后,根据Neyman-Pearson准则推导了长基线统计MIMO雷达的似然比检测器;最后,从检测概率和威力覆盖两个方面对长基线统计MIMO雷达的检测性能进行了仿真分析。仿真结果表明:在一定条件下长基线统计MIMO雷达的检测性能优于短基线(天线间距与目标探测距离相比可忽略不计)统计MIMO雷达。研究结果对统计MIMO雷达的系统设计、天线布置和实际应用等研究具有重要的参考价值。     

量子照明雷达通信技术在地铁中的应用研究

为进一步提升地铁列车辅助防撞系统对障碍物的探测精度,对基于高斯态的量子照明雷达通信技术进行了研究,并应用到该系统中实现探测精度的提升,为地铁乘客的出行安全保驾护航。采用高斯态作为纠缠源,向拟探测区域发射信号光,通过对接收端接收信号与闲置光的联合测量结果判定障碍物是否存在。仿真结果表明,基于高斯态的量子照明雷达方案在检测精度方面相较于经典的相干态方案具有明显优势。     

基于集成量子压缩光源的量子增强多普勒激光雷达（特邀）

传统激光雷达探测灵敏度不断提高,但仍然受激光光源的量子噪声以及探测端引入的额外噪声等因素限制。为了进一步提高激光雷达的探测性能,提出利用量子压缩态光场作为激光雷达的本振信号提高激光雷达探测精度的新方案,分析了所提出方案提高激光雷达探测精度的关键因素。制备了集成化低噪声压缩态光场并进行了激光雷达多普勒信息测量实验。实验结果表明,相较于传统相干多普勒激光雷达探测方案,所提方案实现了多普勒信息探测灵敏度3 dB的提升,为量子激光雷达中多普勒信息等微弱信号的探测提供研究途径。     

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。     

飞机尾流的脉冲多普勒雷达探测性能分析

针对晴空、降雨条件下飞机尾流的脉冲多普勒雷达探测问题,研究了飞机尾流RCS和多普勒速度谱特性,导出了飞机尾流探测的雷达方程及其可检测性因子的解析表达式。在此基础上研究了X、C、S、L波段雷达的飞机尾流探测性能,并与隐身飞机的雷达探测性能进行了比较研究。结果表明：对于散射率为-90 dBsm/m~-70 dBsm/m的飞机尾流,其探测距离可从十几千米到100千米以上;在雷达反射率因子为10 dBZ~40 dBZ的降雨环境中,尾流探测性能一般优于隐身飞机探测,其探测距离可达到隐身飞机探测距离的2倍以上。     

预警机雷达不同地形条件下最大探测距离的关系

最大探测距离是预警机雷达最重要的性能。预警机雷达的对空工作模式通常采用中、高频脉冲多普勒体制，这种体制的雷达一般是在雷达副瓣杂波区对目标进行检测，因此受不同地形条件的影响。本文讨论预警机雷达在不同地形条件下的最大探测距离关系，用于在预警机雷达最大探测距离性能时，在地形与战术技术指标规定地形不一致情况下对雷达最大探测距离进行折算，并可预计预警机在其他地形使用时的最大探测距离。     

经典通信信号的量子化处理:现状与展望

随着通信技术的飞速发展,通信渗入并影响了人类生活的方方面面,同时与日俱增的用户量也对通信系统的连接密度以及频谱效率提出更高的要求。然而,经典通信中的信号处理方法面临着通信性能与计算复杂度之间相互制约的问题,这使得相关通信技术的推广和应用受到极大限制。量子计算,作为一种遵循量子力学规律实施计算的新型计算范式,在特定问题上能够带来远低于经典算法的计算复杂度,为解决经典通信信号处理的问题提供了全新的思路。为此,我们梳理并分析了经典通信信号的量子化处理的相关研究。本文梳理了经典通信信号的量子化处理研究随时间的发展进程,并按照所解决的问题进行分类详细介绍相关量子计算方法及其使用,包括信道估计,数据检测及多用户检测。最后,本文对量子计算的进一步应用进行了展望。      

对海雷达多维图像特征融合智能检测方法

海面目标检测是雷达信号处理中的重要内容,在军事、民用领域内都有重要应用价值。在海面目标雷达信号处理中,海杂波的存在对检测算法的性能有很大影响,传统的雷达信号处理方法多基于统计理论,对于复杂环境条件和多样的目标特性检测性能下降明显。近年来深度学习技术发展迅速,为可靠的海面目标的检测方法提供了技术支持。本文对近年来目标检测算法、深度学习方法的发展进行总结,从雷达信号数据结构和维度出发,采用深度学习理论,分别提出了基于二维图像、三维视频雷达信号、多维雷达信号多通道融合的智能处理框架,并以导航雷达图像海上目标智能检测为例,提出一种Precise ROI?Faster R?CNN雷达图像检测算法,通过构建的导航雷达数据集训练和测试,相比经典恒虚警检测和Faster R?CNN检测方法有更高的检测精确度和更好的泛化能力,从而为对海雷达智能导航和目标检测提供了有效的技术途径。     

基于压缩感知的捷变雷达距离-速度估计北大核心CSCD

在目标识别探测领域,毫米波雷达发挥着至关重要的作用。其中抗干扰能力和检测精度是衡量雷达性能的两项重要指标。为提高雷达抗干扰能力,改善雷达的信号处理效果,提升雷达的距离-速度检测精度,本文采用相参处理时间（CPI）间载频捷变与脉间脉冲重复频率（PRF）捷变相结合的雷达信号,利用压缩感知（CS）模型进行频谱生成,并设计了新型雷达距离-速度分析法进行目标检测,建立了一套完整的雷达信号处理算法。对算法的各个环节进行理论分析和仿真实验,仿真结果证明,本文设计的基于压缩感知的捷变雷达距离-速度估计方法,增强了雷达的抗干扰能力,同时提升了雷达的距离-速度检测精度。     

超宽带雷达信号处理技术和实验研究

针对探测空中目标的超宽带（ＵＷＢ）／冲激雷达，本文讨论了ＵＷＢ／冲激雷达的信号处理技术，主要是信号检测和目标特性分析，首先讨论了目标检测技术，提出了用小波变换和高阶谱估计技术在变换域内进行检测的算法；其次讨论了目标特性分析技术，采用了高阶谱估计，提出了一种时域双谱估计算法，它可精确估计复杂形体目标的局部散射中心的分布。最后，结合作者等人研制的冲激雷达实验系统，对上述信号处理方法进行了实验研究，验证     

信道距离差异对统计MIMO雷达检测性能影响

研究了统计多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达探测目标时信道间的距离差异对系统检测性能的影响。首先根据雷达方程在信号模型中引入了信道距离差异因子用以表征距离差异对接收信号的影响;在此基础上推导了统计MIMO雷达检测系统的似然比函数和检验统计量的分布;然后利用检测器的偏移系数仿真分析了距离差异导致的信道间目标回波信噪比的起伏对检测性能的影响。仿真结果表明,在信道信噪比较低时信道间距离差异对系统检测性能的影响较小,但随着信道信噪比的提高这种影响在不断增大进而会导致系统检测性能的严重下降。研究结果对统计MIMO雷达的系统配置和实际应用具有参考价值...     

涡旋微波量子雷达

电磁波轨道角动量(OAM)量子态指构成电磁波的每个电磁波量子均具有OAM,是涡旋电磁波的重要形态之一。在微波波段,这种电磁波量子称为“涡旋微波量子”。涡旋微波量子与传统平面波微波量子具有不同的物理特性,针对传统吸波材料具有强反射系数,造成雷达散射截面积(RCS)增加,并提升目标回波的接收信号功率和检测概率,是对抗基于吸波材料的隐身目标之利器。该文提出了基于OAM量子态的涡旋微波量子雷达,给出了基本物理架构和数学模型,借助量子电动力学(QED)从理论上分析了涡旋微波量子的高回波功率特性,并通过实验验证了理论分析的正确性。在收发端均采用相同极化方式下,与传统平面波雷达相比实验中回波功率提高约9 dB。同时,配合典型雷达工作参数进行了仿真,明确了涡旋微波量子雷达在接收功率和检测概率等性能指标上的提升,进一步展现了涡旋微波量子针对吸波材料的反隐身能力。