量子雷达技术的发展现状及趋势

随着量子理论基础的奠定以及量子技术的发展,人们尝试利用量子力学规律来进一步提升雷达探测能力,量子雷达技术应运而生。首先,给出量子雷达的定义,并将量子雷达技术按照量子技术在雷达中的实现方式分为量子纠缠雷达、量子增强雷达和量子衍生雷达。其次,阐述量子雷达独有的特点并将其与经典雷达进行对比。再次,针对量子雷达不同技术分支重点综述其主流技术以及实用化进程。最后,总结量子雷达相比经典雷达在探测、成像等方面的优势,并指出量子雷达技术在发展中亟待解决的理论技术难题,同时对量子雷达发展趋势进行展望。     

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。     

伸向空中的触角——高灵敏度雷达

随着隐身技术的迅速发展,隐身兵器层出不穷,战场上的目标越来越难以被探测到。为了对付未来先进的低可观测性威胁目标,提高雷达的灵敏度至关重要。什么是高灵敏度雷达?顾名思义,高灵敏度雷达就是灵敏度较高的雷达,一般说来,能探测到隐身目标的雷达都可称为高灵敏度雷达。这些雷达利用目标信号特征或采用特殊技术(如较低工作频率、宽频带、多频谱、双极化、多基地、灵活扫描、多普勒效应等)及其他一些先进方法来捕捉微弱的目标信号。它们是隐身目标的克星,也是提高武器系统性能的重要电子设备。     

雷达超视距探测的实验研究

在海上频繁出现的蒸发波导可以使雷达的电波信号以较小的衰减在类似于金属波导的大气层结内传播,从而可实现雷达的超视距探测。为了检验雷达实现超视距探测的距离、信号强度等参数与实际蒸发波导的相互关系,采用了高精度的大气波导测试仪在典型海面进行了蒸发波导的实际测量,同时利用岸上雷达进行目标探测。实测结果表明,雷达在蒸发波导条件下能够实现超视距探测,且探测距离和信号强度与蒸发波导的特征参数相关。     

复合式双基地雷达网反隐身性能研究

为探讨复合式双基地雷达组网对隐身目标的探测性能,基于双基地雷达探测目标的判定式,通过实时采集典型目标的RCS,计算出复合式双基地雷达组网模式下对该目标的探测范围图和最大预警距离,结果表明合理选择布站方式可以更好地发挥其对隐身目标的探测潜能,为复合式双基地雷达网用于作战实践提供了理论依据。     

面向协同探测的多机雷达功率时间联合优化分配算法

针对多目标搜索及跟踪场景,研究了面向协同探测的多机雷达功率时间联合优化分配算法。首先,基于信号检测理论和克拉美-罗下界,分别推导了雷达搜索性能与跟踪性能评估指标;在此基础上,建立了面向协同探测的多机雷达功率时间联合优化分配模型,即以最大化雷达工作性能指标为优化目标,以满足给定系统资源限制为约束条件,对雷达搜索及跟踪任务中节点选择、辐射功率和任务时间等参数进行联合优化设计;最后,针对上述优化问题,采用基于内点法和粒子群算法的三步分解算法进行求解。仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法能够在满足给定系统资源限制的条件下,有效提高雷达系统搜索性能和跟踪精度。     

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。     

宽、窄带雷达探测性能的对比分析

基于目标的散射中心模型,对宽带雷达做了多种检测实验,并与窄带雷达进行了比较。仿真结果表明,在低信噪比时,窄带雷达的探测性能优于宽带雷达;而信噪比较高时,宽带雷达则具有更好的探测性能;宽带全匹配滤波器则具有理论上最优的检测性能。考虑到目标的先验信息不易获取,宽带雷达的探测性能将大大下降。     

MIMO雷达和组网雷达的CA2CFAR检测性能比较

多输入多输出(MIMO)雷达是近几年出现的一种新雷达技术,也是近几年雷达领域研究的重点。建立MIMO雷达的信号模型,明确给出MIMO雷达进行CA2CFAR检测的检测概率和虚警概率解析表达式,对组网雷达和MIMO雷达在均匀杂波背景下CA2CFAR检测性能进行了分析对比。仿真结果表明。MIMO雷达对类似噪声特性的复杂目标具有更好的检测性能。     

针对T/R-R型双基地雷达的电子干扰效能评估

针对干扰暴露区不适于动态描述双基地雷达干扰效果这一客观事实,选取TR联合发现概率、电子干扰有效性因子、稳定性因子作为效能指标,对T/R-R双基地雷达电子干扰效能进行度量,给出了效能指标的计算方法,推导了双基地雷达电子干扰的数学模型。通过设置典型的突防场景,对不同干扰方式下的双基地雷达电子干扰效能进行了仿真评估,仿真结果验证了评估方法的有效性。     

信息融合技术在雷达组网中的应用

雷达组网是防空预警系统发展的一个重要发展方向, 其核心是信息融合技术.给出了雷达组网的概念、特点和结构模型,划分了信息融合在雷达组网中各个层次,重点阐述了雷达组网系统中检测与跟踪融合技术的应用,最后讨论了雷达组网中信息融合技术的发展前景.     

基于误差校准的多雷达粒子滤波检测跟踪算法

基于粒子滤波的检测前跟踪方法是一种处理弱目标检测与跟踪的有效方法。使用多部雷达对同一目标进行观测,可以提高目标的检测概率和跟踪精度。但雷达系统误差不同,得到的目标量测信息不能直接进行融合。针对多个具有不同系统误差的雷达联合检测跟踪问题,通过将不同雷达的量测信息向前追溯,对误差进行校准,从而消除不同雷达对于同一粒子的量测误差,然后将粒子权重进行融合。仿真结果表明,在雷达具有不同系统误差的情况下,采用本算法可以有效提高目标的跟踪精度。     

制导雷达组网反隐身探测效能评估

反隐身技术现已成为国土防空预警探测领域中的研究热点。为了评估制导雷达反隐身探测效能,依据隐身目标的电磁散射特性和制导雷达相关技术参数,引入了影响制导雷达组网反隐身探测效能的两个因子:雷达探测覆盖系数和保精度系数,基于上述因子建立了单基地制导雷达反隐身探测效能评估模型,推导出了衡量单基地制导雷达组网反隐身探测效能评估的数学表达式,通过仿真验证了该方法的合理性。该仿真结果为雷达组网探测隐身飞机目标提供了理论参考。     

双基地雷达对隐身目标探测区域的计算

定量分析了隐身目标的双基地雷达散射截面积模型,结合双基地雷达的探测判决条件,运用空间区域划分的方法对隐身目标进行实时信息采集;建立了理想条件下双基地雷达平面上隐身目标的探测模型,计算并给出不同条件下双基地雷达探测范围与基线的仿真关系图;仿真分析的结果对优化双基地雷达的战术配置以及雷达组网应用具有一定的参考价值。     

军事电子信息处理中的人工神经网络技术

本文首先分析了现代战场环境对军事电子系统智能信息处理的应用需求，然后对人工神经网络理论与技术在军事电子信息处理中的现实应用与潜在前景给出了一个较为详细的介绍与分析。着重介绍了神经网络在雷达、红外及声纳目标的检测、识别、多机动目标跟踪及武器系统的智能控制等方面的应用情况，力图展示神经网络用于军事电子信息处理的特色与优势。最后分析了人工神经网络技术发展与应用中存在的一些问题。     

软件化电子探测装备的发展趋势

雷达、声纳等军事电子探测装备正在发展其硬件平台的标准化与通用化技术.硬件平台的计算机化为装备软件化奠定了基础,但同时也造成了装备软件危机.分析软件无线电概念与技术发展动态,由此启迪电子探测装备的软件化内涵,指出克服软件危机的软件架构标准化发展道路.