量子雷达及其目标探测性能综述

量子技术与传统技术相结合以提升经典系统性能是近年来电子信息、计算机技术等众多科学领域研究热点。由于隐身和电子对抗技术的进步和日益成熟,雷达作为一类典型的电子信息系统,其目标探测受到了越来越多的挑战。从雷达目标探测角度出发,介绍了量子雷达的基本概念与分类、若干实现模型,重点剖析、归纳了量子纠缠等量子效应增强雷达目标探测性能的物理机理与研究现状,指出了量子雷达研究和实现中的关键技术与研究方向。     

量子雷达的技术体制

当前,量子信息理论正在蓬勃发展,其应用已经深入到自然科学的各个领域.量子雷达是量子信息技术在目标探测上的具体应用,可探测隐身目标,具有超强的隐蔽性和机动性.主要介绍了量子雷达的分类、原理、系统组成、特点和关键技术问题.     

精确制导前沿成像探测技术

回顾了精确制导技术的发展历程,分析了精确制导成像探测技术发展过程中面临的挑战与未来的主要发展方向。结合太赫兹、量子和超材料等前沿技术的发展动态,分别梳理了太赫兹雷达、量子雷达以及超材料雷达三种典型的精确制导前沿成像探测技术的技术背景、发展脉络、基本原理、技术优势。这三种成像探测技术有望为精确制导技术应对未来新型战争形态带来的挑战提供可行的技术途径。研究成果可为未来精确制导技术的深入可持续发展提供参考,并对提升精确制导武器的打击与拦截作战效力具有重大意义。     

大气湍流引起的相位起伏对相干态量子雷达相位估计的影响

基于马赫曾德干涉仪模型并采用相位扩散主方程描述大气相位起伏效应对量子雷达的影响,给出了光场在相位扩散通道的演化过程,详细分析了大气相位起伏对相干态宇称探测量子雷达相位估计分辨率和最佳灵敏度的影响,并计算了大气相位起伏下相位估计灵敏度的Cramer-Rao极限。研究发现:相位起伏对于分辨率的影响可通过增加单个脉冲平均光子数来消除。在强相位起伏情况下,宇称探测得到最佳灵敏度会严重偏离散粒噪声极限,但是在弱相位起伏情况下,通过与Cramer-Rao极限的对比,发现宇称探测是一种准最佳探测方案。     

等效模拟压制下雷达探测区域计算与调整

压制干扰下的雷达探测区域能够形象反映雷达在压制干扰下的作战能力。理论计算出的雷达探测区域可能与实际情况相差很大,为了获得较为精确的探测区域,提出通过等效模拟压制干扰下的外场飞行试验获得雷达探测区域调整因子,并依据调整因子对理论探测区域进行调整。通过数字仿真初步验证了等效模拟压制技术的可行性,并通过数字仿真飞行试验初步验证了雷达探测区域调整方法的可行性,为日后依据外场飞行试验调整雷达探测区域提供支持。     

雷达网探测概率与分形的应用

针对雷达组网探测的特点,运用分形理论和自相似性理论探讨了雷达网探测概率的分布变化情况.采用了经典的正六边形布站方式,应用了分形维数来表示开机雷达的分布情况,比较了强弱两种不同的探测要求时,防区内探测概率随雷达开机概率的变化情况,得出了满足雷达网探测要求的最低雷达开机概率,阐明了防区内开机雷达的数量、分布方式与探测概率之间的关系.     

共和国的千里眼、顺风耳——部分国产警戒雷达简介

雷达是一种利用电磁波探测目标并测定其位置、速度和其他特征的电子设备。早在19世纪末,科学家就已经发现电磁波被物体反射的现象。20世纪30年代初,欧美一些国家开始研制探测飞机的脉冲雷达。1935年9月,英国研制出第一部雷达。在第二次世界大战期间,雷达得到迅速发展,并屡建奇功。战后,随着科学技术的进步,雷达的性能不断提高,应用的领域不断扩大。雷达按技术体制可分为脉冲雷达、连续波雷达、圆锥扫描雷达、单脉冲雷达、动目标显示雷达、脉冲多普勒雷达、脉冲压缩雷达、频率捷变雷达、三坐标雷达、相控阵雷达、合成孔径雷达、超视距雷达和多基地雷达等。按作战任务的不同,可分为警戒与引导雷达、武器控制雷达、侦察雷达、航行保障雷达、气象观测雷达等。雷达还可按运载方式、工作波段和接受目标信号能源的性质来分类。军用雷达的涉及面很广,技术发展很快。本专题仅介绍3个侧面:我国自行研制的警戒雷达、使飞行器能够具备高分辨力的合成孔径雷达以及蓬勃发展的军用相控阵雷达。     

毫米波雷达精确跟踪的特点及其舰载应用

毫米波雷达是现代高新技术的产物,它与微波雷达相比,在工作频率和波长、天线尺寸和增益以及大气传输特性、探测和跟踪精度等方面都有其独特的优点。论述了舰载毫米波雷达精确跟踪和制导技术的特点并结合舰载的典型实例,详细论述了毫米波雷达用于对付低空和超低空掠海飞行反舰导弹方面的技术优势。     

分布式干扰下雷达探测区三维建模与仿真

建立了分布式干扰条件下雷达探测区平面模型,并根据雷达、探测目标以及干扰机的空间位置关系,对平面模型进行拓展,建立了分布式干扰条件下雷达探测区三维模型,并对模型进行了仿真计算,直观地显示了分布式干扰条件下雷达在空间各个方向的探测范围,为雷达网部署提供决策依据。     

雷达网中探测范围及雷达数目的讨论

针对多雷达组网方式的不同,研究了在不同雷达组网方式下的探测区域的范围变化及其数学模型。由雷达方程出发,讨论在不同组网方式下网络化雷达探测区域的绘制,对比了不同部署方式下,雷达网的探测面积。并且对雷达个数与探测面积的关系进行分析,进而找到数量最优配置。通过matlab仿真,绘制雷达探测区域,验证了在一定区域内雷达数目达到一定值后,其探测面积变化趋势减小。其中利用蒙特卡罗法求取雷达探测区域面积具一定的指导参考意义。     

量子技术在武器装备中的应用展望

量子技术是基于量子力学和其他学科交叉产生的新兴学科,已经涉及到计算、信息、导航、能源等多个应用领域。近年来,随着量子技术的快速发展和应用潜力,量子技术已成为研究热点并逐步走向应用。与此同时,世界新军事革命发展中武器装备须具有远程精确化、职能化、隐身化、无人化的技术特点。结合量子技术的特点,从量子计算,量子通信与量子密码、量子控制、量子导航、量子雷达,量子电池,量子技术对作战模式的改变等方面对武器装备领域的应用、作战能力和作战模式进行阐述。研究表明,量子计算的发展必然使现有武器装备的性能得到提高、作战能力得到提升,进而改变现有作战模式。     

超宽带雷达技术

超宽带雷达是一种新的雷达体制,是雷达探测技术主要发展方向之一。本文讨论了超宽带雷达的特点及可能发挥重要作用的应用方面,简要阐明了超宽带信号形式、关键技术内容以及国内外发展情况,最后对我国如何发展超宽带雷达技术提出了看法。     

军用毫米波雷达及其应用

自80年代以来,军用毫米波技术受到世界各国军方的极大重视,并且得到迅速发展。进入90年代以后,由于微波波段和光波波段的对抗不断激化.更促进了毫米波技术的发展,毫米波有可能成为21世纪战场重要的电磁频谱。雷达是毫米波技术应用的一个重要领域。军用雷达界关注毫米波技术发展的一个重要原因是目前大部分电子战接收机系统和电子支援措施(ESM)几乎都不能探测到毫米波威胁;现有的防厘米波、分米波雷达探测的隐身技术的发展也迫切要求扩展雷达的工作频段,以满足探测隐身武器的需要。毫米波雷达比普通     

弹道导弹落点预报的雷达系统仿真

根据弹道理论建立了雷达探测弹道导弹的仿真模型 ,并对仿真的雷达探测跟踪弹道数据给出了处理方法 ,预报了导弹落点范围 ,并与理论落点进行了比较 ,给出落点精度。仿真结果表明 :雷达对导弹的探测数据经过一定数据处理 ,可得到预定的落点精度 ,说明该种仿真方法是可行的     

扁平式探测巡航导弹体系结构

传统的雷达预警体系受多种因素的制约,难以满足探测巡航导弹的作战需求。随着点迹融合技术为核心的雷达组网探测体系的发展,提出了一种适用于巡航导弹探测的扁平式雷达组网预警结构,通过仿真对比分析与讨论,表明该体系结构探测巡航导弹比单纯集中式、分布式以及混合式有更好的探测能力,且工程实现容易,便于扩展。     

复杂电磁环境下雷达探测区域空间建模及仿真

针对复杂电磁环境干扰情况下的雷达探测区域进行分析,通过目标、雷达和干扰机空间位置关系,对雷达干扰公式进行推导,建立了干扰条件下雷达探测区域三维空间模型,并对模型进行仿真,直观地显示了干扰条件下雷达在空间各个方向的探测范围。     

远距离干扰下的被动侦察雷达功能仿真

对雷达探测能力的仿真往往是武器系统作战效能仿真中重要的一部分,功能仿真由于其方法简单、使用方便、速度快,比较适合较大对抗系统中对雷达探测能力的仿真。将被动侦察雷达功能进行分解并进行有机地结合,介绍了主要模块的数学模型,通过仿真实验对远距离支援干扰条件下的被动侦察雷达进行功能仿真,结果表明该方法具有较好的结果和较大的灵活性。     

叶簇穿透超宽带成像雷达技术

叶簇穿透超宽带成像雷达是九十年代雷达探测技术的新发展,其主要功能为穿透叶簇和地表,实现对隐蔽目标的高分辨探测成像,是高技术战争中不可或缺的侦察手段。本文论述了这种雷达技术的军事应用价值和地位,介绍了国外发展简况和我国研究的现状,鉴于这种雷达技术的重要价值,提出了我国持续发展这种雷达技术研究并最终开发出我国新型成像雷达侦察系统的构想。     

飞行器有源对消隐身技术

隐身技术已经成为现代高性能飞行器设计的重要支撑,是先进战机的基本要求。现行的隐身设计方法主要包括气动外形优化以及隐身材料涂覆。随着雷达探测能力的不断提升,尤其在米波雷达探测背景下,外形优化与隐身涂层变得不再有效,有源隐身技术被重新予以重视并有望成为新的隐身技术突破点。本文着重分析了有源对消技术的基本概念、技术现状以及相应的关键技术,对该技术体制的优势和特点进行了归纳和总结。     

机载预警雷达探测目标仿真研究

给出了预警机在各种巡逻方式下雷达总覆盖区模型、雷达探测范围模型,以及探测盲区模型,并在此基础上初步分析了机载预警雷达发现目标概率分布的仿真实现。