大气损耗对量子干涉雷达的影响机理

以马赫-曾德尔干涉仪作为基本模型对量子干涉雷达的探测原理进行分析,讨论了目标探测过程中光场量子态的具体演化情况,并采用宇称算符作为相位检测算符分析了量子干涉雷达的回波信号,将其与基于振幅检测的经典雷达回波信号进行比较,证明量子干涉雷达具有超越衍射极限的超分辨率特性.此外,针对大气损耗的进一步研究显示:量子干涉雷达分辨率受大气损耗影响较小,且可通过增大脉冲光子数N克服其影响;而量子干涉雷达的灵敏度则受到较大影响,尤其当两路光的损耗情况不同时,灵敏度随N的增加呈现先升高后降低的趋势;当两路光损耗情况相同时,系统灵敏度随N的增加而升高且正比于1/N^(1/2).综上,可根据探测光的大气损耗情况适当调节参考光的衰减来克服大气损耗带来的不良影响.

大气闪烁对纠缠相干态量子干涉雷达影响机理

介绍了量子干涉雷达物理模型及其探测原理,并采用耗散-涨落通道处理量子光场在湍流大气中的传输,从经典湍流统计理论推导得到大气透射率的概率密度分布函数P(T),以此为基础系统分析了大气闪烁效应对纠缠相干态量子干涉雷达的影响机理,深入讨论了平均大气透射率、闪烁指数等大气参数对系统目标探测性能的影响.研究发现:低损耗情况下系统灵敏度及分辨率性能随闪烁指数的增加而降低;高损耗情况下大气闪烁则能显著提高系统灵敏度和分辨率性能,且界定高低损耗的透射率临界点随脉冲光子数增加而增加,故大气闪烁能够在一定程度上克服大气损耗造成的不良影响.

对流层水云对量子干涉雷达探测性能的影响及仿真

采用修正的伽马分布,结合米氏散射理论,分析了水云粒子的光散射特性,建立了4种常见水云粒子含水量与消光系数的关系。对于光量子的偏振态,研究了水云粒子背景下量子干涉雷达(QIR)探测光子的偏振变化规律,建立了水云粒子影响QIR探测光子的传输距离、分辨率、误码率以及生存性能的数学模型。理论分析和实验仿真结果表明:随着水云中含水量的增加,消光系数呈线性增加,导致衰减系数增加,从而使得探测光子的能量耗散量增大,探测光子的传输距离下降;当发射光子数目一定时,QIR的分辨率随水云粒子光学厚度的增加而降低;当水云粒子浓度一定时,随着退偏比的增大,系统的误码率呈减小趋势;当目标的可探测点数一定时,水云对QIR系统的干扰强度越大,雷达的生存性能越低。由此可见,在QIR的设计、调试和使用过程中,需根据水云的相关参数,自适应地调整QIR系统的各个指标参数,从而提升系统的探测性能。