本文選題：量子雷達(dá) + 量子雷達(dá)散射截面　； 參考：《國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：量子雷達(dá)是一種基于量子物理機(jī)理的新的目標(biāo)探測技術(shù),具有重要的研究價(jià)值與廣闊的應(yīng)用前景。本文針對量子雷達(dá)目標(biāo)散射特性問題展開研究,主要內(nèi)容包括:量子雷達(dá)目標(biāo)探測機(jī)理與工作體制探索、量子雷達(dá)與目標(biāo)相互作用機(jī)理研究、典型定標(biāo)體量子雷達(dá)散射截面(Quantum Radar Cross Section,QRCS)研究等。本文工作可以為量子雷達(dá)信號設(shè)計(jì)與接收機(jī)設(shè)計(jì)、目標(biāo)探測與識別以及量子隱身目標(biāo)設(shè)計(jì)等研究工作提供參考。在緒論中,首先闡述量子雷達(dá)目標(biāo)散射特性研究的背景與意義;其次,綜述量子雷達(dá)技術(shù)及量子雷達(dá)目標(biāo)散射特性國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;最后,對論文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排進(jìn)行介紹。在量子雷達(dá)及其目標(biāo)探測性能分析中,從量子雷達(dá)基本概念出發(fā),介紹量子雷達(dá)目標(biāo)探測機(jī)理與工作體制;基于量子照射雷達(dá)和干涉量子雷達(dá)兩類典型的系統(tǒng)模型,分析比較量子雷達(dá)與傳統(tǒng)雷達(dá)目標(biāo)探測性能。研究表明,采用糾纏光子進(jìn)行目標(biāo)探測可以獲得較大的回波信噪比及更好的目標(biāo)探測性能。量子雷達(dá)目標(biāo)探測機(jī)理與探測性能分析為后續(xù)量子雷達(dá)散射截面研究奠定了基礎(chǔ)。在量子雷達(dá)與目標(biāo)作用過程分析和描述中,首先推導(dǎo)量子雷達(dá)信號光子波函數(shù);其次,基于量子電動力學(xué)理論建立量子雷達(dá)與目標(biāo)相互作用數(shù)學(xué)分析模型;最后,從量子雷達(dá)散射截面基本定義出發(fā),給出量子雷達(dá)距離方程,并分析QRCS對目標(biāo)探測性能的影響情況。理論分析與數(shù)值仿真結(jié)果表明,某一方向QRCS值越大,相應(yīng)的回波信噪比越大,目標(biāo)檢測性能越佳。在典型定標(biāo)體QRCS特性研究中,首先推導(dǎo)修正的QRCS解析表達(dá)式;基于QRCS解析表達(dá)式,對球、平板、圓柱、角反射器等目標(biāo)建模,通過仿真實(shí)驗(yàn)研究典型定標(biāo)體QRCS隨入射角度的分布情況,重點(diǎn)分析雷達(dá)作用距離、原子間距、目標(biāo)尺寸、信號光子頻率等因素對不同目標(biāo)QRCS的影響。研究結(jié)果表明,QRCS與量子雷達(dá)作用距離無關(guān);在原子間距遠(yuǎn)小于信號波長時(shí),QRCS與原子間距無關(guān);對于平板和圓柱目標(biāo),多光子入射相比于單光子入射,QRCS主瓣變窄、變高,旁瓣降低;與傳統(tǒng)雷達(dá)散射截面(Radar Cross Section,RCS)比較結(jié)果表明,對于球、平板、圓柱目標(biāo),QRCS與RCS具有相似的變化規(guī)律,而對于角反射器,QRCS值隨入射角度分布則更為均勻。最后對全文進(jìn)行總結(jié),并指出下一步研究方向。
[Abstract]:Quantum radar is a new target detection technology based on quantum physics, which has important research value and broad application prospect. In this paper, the scattering characteristics of quantum radar targets are studied. The main contents include: exploring the mechanism and working mechanism of quantum radar target detection, and studying the mechanism of interaction between quantum radar and target. Quantum Radar Cross Security (QRCSs), a typical scalar quantum radar cross section (QRCS), is studied. This work can be used as a reference for the design of quantum radar signal and receiver, target detection and recognition, and quantum stealth target design. In the introduction, the background and significance of the research on the scattering characteristics of quantum radar targets are first expounded. Secondly, the research status of quantum radar technology and the scattering characteristics of quantum radar targets at home and abroad are summarized. The main research content and structure arrangement are introduced. In the analysis of quantum radar and its target detection performance, starting from the basic concept of quantum radar, this paper introduces the mechanism and working system of quantum radar target detection, based on two typical system models of quantum irradiance radar and interference quantum radar. The target detection performance of quantum radar and traditional radar is analyzed and compared. The results show that entangled photons can obtain larger echo signal to noise ratio and better target detection performance. The mechanism and performance analysis of quantum radar target detection lay a foundation for the further study of quantum radar cross section (QRCS). In the process analysis and description of the interaction between quantum radar and target, the photon wave function of quantum radar signal is first deduced. Secondly, the mathematical model of interaction between quantum radar and target is established based on quantum electrodynamics theory. Finally, Based on the basic definition of quantum radar cross section, the quantum radar range equation is given, and the influence of QRCS on target detection performance is analyzed. The theoretical analysis and numerical simulation results show that the larger the QRCS value in a certain direction, the greater the signal-to-noise ratio of echo, and the better the target detection performance. In the study of the QRCS properties of typical scalar bodies, the modified QRCS analytical expressions are derived firstly, and based on the QRCS analytic expressions, the objects such as sphere, plate, cylinder, angle reflector are modeled. The distribution of typical calibrator QRCS with incidence angle is studied by simulation experiments. The effects of radar action range, atomic distance, target size and signal photon frequency on the QRCS of different targets are analyzed. The results show that QRCS has nothing to do with the range of quantum radar, the QRCS is independent of the atomic distance when the atomic distance is much smaller than the wavelength of the signal, and for flat and cylindrical targets, the main lobe of the QRCS is narrower and higher than that of the single-photon incident QRCS. Compared with the conventional Radar Cross SectionCs, the results show that the cylindrical target QRCS is similar to that of RCS for sphere and plate, while for angular reflector, the distribution of QRCS with incident angle is more uniform. Finally, the paper summarizes the full text and points out the next research direction.
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN958

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本文編號：1868960