定 價(jià):76 元
叢書(shū)名:“十二五”國(guó)家重點(diǎn)出版規(guī)劃項(xiàng)目國(guó)家出版基金項(xiàng)目
- 作者:江濤 著,王小謨,左群聲 編
- 出版時(shí)間:2017/12/1
- ISBN:9787118115154
- 出 版 社:國(guó)防工業(yè)出版社
- 中圖法分類(lèi):TN958
- 頁(yè)碼:226
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開(kāi)本:16開(kāi)
《量子雷達(dá)》從經(jīng)典電磁場(chǎng)與電磁場(chǎng)量子化入手,通過(guò)總結(jié)量子傳感中的基礎(chǔ)理論和方法,引入量子雷達(dá)探測(cè)的概念。全書(shū)以量子力學(xué)為基礎(chǔ),系統(tǒng)介紹量子雷達(dá)探測(cè)的核心機(jī)理、信號(hào)處理理論和探測(cè)體制。主要包括量子態(tài)大氣傳輸機(jī)理、量子雷達(dá)散射截面積、量子雷達(dá)信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)理論;對(duì)實(shí)現(xiàn)量子雷達(dá)探測(cè)的幾種可能的系統(tǒng)構(gòu)成和工作體制進(jìn)行分析比對(duì);對(duì)量子雷達(dá)探測(cè)的應(yīng)用前景進(jìn)行展望,提出了未來(lái)量子雷達(dá)探測(cè)在理論和實(shí)驗(yàn)中面臨的挑戰(zhàn)。
《量子雷達(dá)》可以為從事雷達(dá)、通信、電子對(duì)抗等專(zhuān)業(yè)的科研和教學(xué)人員提供參考,也可以作為相關(guān)高校教師和學(xué)生的參考書(shū)。
作為一種具有重要戰(zhàn)略意義的軍事武器,雷達(dá)的首要任務(wù)是,通過(guò)提取目標(biāo)回波的強(qiáng)度,判定目標(biāo)的有無(wú),解決目標(biāo)的探測(cè)問(wèn)題。隨著各種新型軍事目標(biāo)的出現(xiàn),特別是隱身技術(shù)的逐步成熟,使得目標(biāo)回波能量越來(lái)越弱。為了滿足新型軍事威脅下目標(biāo)探測(cè)的需求,雷達(dá)系統(tǒng)需要能夠完成對(duì)極微弱信號(hào)的有效接收和積累,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)新型軍事威脅的有效探測(cè)。
但是,當(dāng)雷達(dá)接收機(jī)的靈敏度不斷提高時(shí),接收信號(hào)的功率水平達(dá)到量子級(jí)別,例如單光子探測(cè),許多被經(jīng)典電磁場(chǎng)理論所忽視的物理現(xiàn)象逐步展現(xiàn)出來(lái),例如對(duì)于經(jīng)典的宏觀接收信號(hào),即信號(hào)的平均光子數(shù)Ⅳ>>1,由光子數(shù)漲落所引起噪聲,可以近似忽略,因此,在經(jīng)典理論下接收端噪聲主要由電子器件中的短電流導(dǎo)致的散粒噪聲(ShotNoise)構(gòu)成。但是當(dāng)入射信號(hào)的平均光子數(shù)Ⅳ接近可以分辨的級(jí)別,甚N<1時(shí),光子數(shù)漲落所引起的噪聲在接收機(jī)噪聲中所占的比例就大幅上升,若依然按照經(jīng)典理論進(jìn)行雷達(dá)接收機(jī)設(shè)計(jì),則回波的信噪比將受到標(biāo)準(zhǔn)量子極限的限制而無(wú)法進(jìn)一步提高。此時(shí)若希望改善雷達(dá)的性能,則必須利用量子理論進(jìn)行分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì),通過(guò)有效的量子操作提升雷達(dá)探測(cè)的性能,突破標(biāo)準(zhǔn)量子極限對(duì)雷達(dá)探測(cè)性能的限制。
基于上述的基本思想,將量子技術(shù)與傳感器技術(shù)相結(jié)合構(gòu)建量子傳感器,用于提升傳感器性能,逐步成為量子信息技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),量子傳感器旨在利用量子信息技術(shù),突破傳統(tǒng)傳感器所具有的空間分辨極限。理論上證明,量子傳感器在特定的條件下,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)1-100km距離范圍內(nèi)目標(biāo)的探測(cè)和成像,理論上角度分辨力可以提升10倍,距離分辨力可以提高2倍。綜合考慮,可以將成像的三維分辨力提升200倍(距離一俯仰一方位)。
從廣義上來(lái)說(shuō),雷達(dá)屬于傳感器的范疇,雷達(dá)的首要用途是發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的感興趣目標(biāo),并提供有關(guān)目標(biāo)位置、運(yùn)動(dòng)、尺寸和其他參數(shù)的信息。從這個(gè)角度上來(lái)看,量子傳感已經(jīng)矗立了量子雷達(dá)這個(gè)全新的研究領(lǐng)域,但并沒(méi)有將量子技術(shù)深入到雷達(dá)真正核心的技術(shù)領(lǐng)域,即實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的可靠探測(cè)。
江濤,安徽合肥人。2010年獲中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)電磁場(chǎng)與微波技術(shù)專(zhuān)業(yè)工學(xué)博士學(xué)位,就職于中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十四研究所,長(zhǎng)期從事新體制雷達(dá)技術(shù)研究,現(xiàn)任中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十四研究所總體研究部部長(zhǎng)助理、總體論證與仿真中心主任。先后入選江蘇省“333人才工程”、裝備發(fā)展部雷達(dá)探測(cè)領(lǐng)域?qū)<規(guī)。承?dān)原總裝備部“探索一代”重大項(xiàng)目、國(guó)家軍口“973”和**科技委重點(diǎn)項(xiàng)目等研制任務(wù),發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇。
第1章 概述
1.1 量子雷達(dá)探測(cè)的基本概念
1.1.1 量子雷達(dá)探測(cè)的定義
1.1.2 量子雷達(dá)探測(cè)的內(nèi)涵
1.1.3 量子雷達(dá)探測(cè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1.2 量子雷達(dá)探測(cè)的核心理論
1.2.1 量子態(tài)傳輸與散射理論
1.2.2 量子信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)理論
1.2.3 量子目標(biāo)散射截面積
1.3 量子雷達(dá)探測(cè)的起源與發(fā)展
1.3.1 量子信息是量子雷達(dá)探測(cè)的起源
1.3.2 從量子信息到量子傳感器
1.3.3 量子雷達(dá)與量子雷達(dá)探測(cè)
1.4 本書(shū)的構(gòu)成
參考文獻(xiàn)
第2章 從量子信息到量子雷達(dá)
2.1 引言
2.2 量子理論中的一些基本概念
2.3 從麥克斯韋方程看經(jīng)典理論與量子理論
2.3.1 經(jīng)典麥克斯韋方程
2.3.2 電磁場(chǎng)的量子化
2.4 從接收機(jī)噪聲看經(jīng)典理論與量子理論的差異
2.4.1 直接探測(cè)中噪聲的經(jīng)典論與量子論解釋
2.4.2 零差探測(cè)中噪聲的經(jīng)典論與量子論解釋
2.5 量子傳感的主要類(lèi)型和基本理論
2.5.1 量子傳感器的分類(lèi)依據(jù)和主要特性
2.5.2 量子傳感器角度分辨的原理與方法
2.6 量子傳感器與量子雷達(dá)探測(cè)
2.6.1 雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)中的信號(hào)檢測(cè)問(wèn)題
2.6.2 量子傳感器成像中的信號(hào)檢測(cè)問(wèn)題
2.6.3 信噪比是量子傳感與量子雷達(dá)探測(cè)的共同的核心
參考文獻(xiàn)
第3章 量子雷達(dá)的傳輸和散射
3.1 引言
3.2 大氣散射粒子的微觀特性和模型
3.2.1 散射的基本物理概念
3.2.2 大氣散射粒子的微觀物理特性
3.3 偏振量子態(tài)大氣傳輸散射的原理與特性
3.3.1 偏振態(tài)的描述與測(cè)量
3.3.2 偏振量子態(tài)的大氣散射特性分析
3.3.3 偏振量子態(tài)傳輸特性的仿真與實(shí)測(cè)分析
3.4 非經(jīng)典量子態(tài)大氣傳輸?shù)奶匦?br>3.4.1 非經(jīng)典量子態(tài)傳輸?shù)拿枋?br>3.4.2 非經(jīng)典量子態(tài)傳輸?shù)睦碚摵吞匦?br>3.5 量子雷達(dá)散射截面積
3.5.1 量子雷達(dá)散射截面積的基本定義
3.5.2 基于單個(gè)光子入射的量子雷達(dá)散射截面積的仿真實(shí)驗(yàn)
3.5.3 基于多個(gè)光子入射的量子雷達(dá)散射截面積的仿真實(shí)驗(yàn)
參考文獻(xiàn)
……
第4章 量子雷達(dá)的檢測(cè)與估計(jì)
第5章 量子雷達(dá)發(fā)射機(jī)
第6章 量子雷達(dá)接收機(jī)
第7章 量子雷達(dá)新形態(tài)——量子照明
主要符號(hào)表
縮略語(yǔ)