纠缠态光子量子雷达目标探测的信号模型和处理方法研究

Quantum radar is a revolution of radar system, which combines quantum information science with traditional radar technology. It can realize target detection and imaging, and has the ability of anti-jamming, higher sensitive and anti-hidden. Studies have shown that entangled-photons quantum radar improves resolution obviously. There are many theoretical and technical problems to be resolved in the future in the area of quantum radar. However, it’s very important to establish the model and method of signal processing for target detection with quantum radar, which affects the application and the processing results of quantum radar. Therefore, this project plans to research the model and method of signal processing for target detection with entangled-photons quantum radar, includes detailed analyzing the transmitting signal modulation and formation for entangled photons, building the analytical model of signal reflected from different targets, and deriving echo processing algorithms with entangled-photons signal for target detection and imaging of quantum radar. So that effective signal modulation form, target scattering model and signal processing algorithms can be obtained. Then the targets can be identified, and information can be interpreted. This project is valuable for quantum radar system design and signal processing, and it provides fundamental theory and key technologies for the development and application of quantum radar.

量子雷达将量子信息技术与传统雷达技术相结合，用于目标探测与成像，具有抗干扰、高灵敏度、反隐身目标的能力，是雷达体制革命性变化。研究表明，利用纠缠态光子的量子雷达，其分辨率会有显著提高。目前量子雷达技术中许多基础理论和技术方法还有待深入研究，而建立量子雷达目标探测的信号模型和处理方法，是影响量子雷达应用和处理结果的关键技术。因此，本项目拟对纠缠态光子量子雷达目标探测的信号模型和处理方法进行研究，主要包括对纠缠态光子量子雷达发射信号的调制方法、信号形式进行细致分析，解析并建立不同目标对发射信号的散射模型，推导利用纠缠态光子目标回波信号进行聚焦成像的处理方法等三个方面进行研究，最终获取有效的量子雷达信号调制形式、目标散射模型以及回波信号处理算法，实现目标的识别和信息的判读，为量子雷达系统设计和数据处理解决关键技术问题，对量子雷达的发展和应用具有重要理论意义和技术支撑。

量子雷达技术是雷达领域的革命性变革技术，利用纠缠光子的量子雷达能够显著提高传统雷达的性能，其信号模型和处理方法的研究为量子雷达的系统设计和数据处理，以及后续广泛应用奠定重要的技术基础。本课题研究了量子雷达发射信号的模型，分析了量子信号的编码技术和微观粒子状态，比较分析了发射信号的调制方法；研究了目标散射模型和接收回波解调算法，分析了经目标散射后的量子形态变化；并以传统微波雷达为基础，提出了一种简化的雷达目标回波多普勒信号产生方法，模拟产生运动目标的散射回波信号；针对雷达信号的检测测量，采用信道化技术，提出了一种适应窄脉冲的信号频率瞬时测量方法；针对线性调频连续波雷达，分析了目标散射的信号模型，推导了一种反演目标位置图像的RD成像算法；研制了雷达目标回波模拟及回波数据采集处理装置。本项目的研究成果包括申请专利4项，发表学术论文3篇；项目成员参加了2015年在杭州举办的IET国际雷达会议，并发表学术论文。本项目进行的量子雷达信号模型和处理方法的基础研究，为量子雷达技术的后续应用奠定了基础。