量子雷达 内容简介
《量子雷达》从经典电磁场与电磁场量子化入手，通过总结量子传感中的基础理论和方法，引入量子雷达探测的概念。全书以量子力学为基础，系统介绍量子雷达探测的核心机理、信号处理理论和探测体制。主要包括量子态大气传输机理、量子雷达散射截面积、量子雷达信号检测与估计理论；对实现量子雷达探测的几种可能的系统构成和工作体制进行分析比对；对量子雷达探测的应用前景进行展望，提出了未来量子雷达探测在理论和实验中面临的挑战。
《量子雷达》可以为从事雷达、通信、电子对抗等专业的科研和教学人员提供参考，也可以作为相关高校教师和学生的参考书。
量子雷达量子雷达 前言
作为一种具有重要战略意义的军事武器，雷达的首要任务是，通过提取目标回波的强度，判定目标的有无，解决目标的探测问题。随着各种新型军事目标的出现，特别是隐身技术的逐步成熟，使得目标回波能量越来越弱。为了满足新型军事威胁下目标探测的需求，雷达系统需要能够完成对极微弱信号的有效接收和积累，从而实现对新型军事威胁的有效探测。
但是，当雷达接收机的灵敏度不断提高时，接收信号的功率水平达到量子级别，例如单光子探测，许多被经典电磁场理论所忽视的物理现象逐步展现出来，例如对于经典的宏观接收信号，即信号的平均光子数Ⅳ>>1，由光子数涨落所引起噪声，可以近似忽略，因此，在经典理论下接收端噪声主要由电子器件中的短电流导致的散粒噪声（ShotNoise）构成。但是当入射信号的平均光子数Ⅳ接近可以分辨的级别，甚N<1时，光子数涨落所引起的噪声在接收机噪声中所占的比例就大幅上升，若依然按照经典理论进行雷达接收机设计，则回波的信噪比将受到标准量子极限的限制而无法进一步提高。此时若希望改善雷达的性能，则必须利用量子理论进行分析和系统设计，通过有效的量子操作提升雷达探测的性能，突破标准量子极限对雷达探测性能的限制。
基于上述的基本思想，将量子技术与传感器技术相结合构建量子传感器，用于提升传感器性能，逐步成为量子信息技术领域的研究热点，量子传感器旨在利用量子信息技术，突破传统传感器所具有的空间分辨极限。理论上证明，量子传感器在特定的条件下，可以实现对1-100km距离范围内目标的探测和成像，理论上角度分辨力可以提升10倍，距离分辨力可以提高2倍。综合考虑，可以将成像的三维分辨力提升200倍（距离一俯仰一方位）。
从广义上来说，雷达属于传感器的范畴，雷达的首要用途是发现远距离的感兴趣目标，并提供有关目标位置、运动、尺寸和其他参数的信息。从这个角度上来看，量子传感已经矗立了量子雷达这个全新的研究领域，但并没有将量子技术深入到雷达真正核心的技术领域，即实现目标的可靠探测。
量子雷达 目录
第1章 概述
1．1 量子雷达探测的基本概念
1．1．1 量子雷达探测的定义
1．1．2 量子雷达探测的内涵
1．1．3 量子雷达探测的技术优势
1．2 量子雷达探测的核心理论
1．2．1 量子态传输与散射理论
1．2．2 量子信号检测与估计理论
1．2．3 量子目标散射截面积
1．3 量子雷达探测的起源与发展
1．3．1 量子信息是量子雷达探测的起源
1．3．2 从量子信息到量子传感器
1．3．3 量子雷达与量子雷达探测
1．4 本书的构成
参考文献
第2章 从量子信息到量子雷达
2．1 引言
2．2 量子理论中的一些基本概念
2．3 从麦克斯韦方程看经典理论与量子理论
2．3．1 经典麦克斯韦方程
2．3．2 电磁场的量子化
2．4 从接收机噪声看经典理论与量子理论的差异
2．4．1 直接探测中噪声的经典论与量子论解释
2．4．2 零差探测中噪声的经典论与量子论解释
2．5 量子传感的主要类型和基本理论
2．5．1 量子传感器的分类依据和主要特性
2．5．2 量子传感器角度分辨的原理与方法
2．6 量子传感器与量子雷达探测
2．6．1 雷达目标探测中的信号检测问题
2．6．2 量子传感器成像中的信号检测问题
2．6．3 信噪比是量子传感与量子雷达探测的共同的核心
参考文献
第3章 量子雷达的传输和散射
3．1 引言
3．2 大气散射粒子的微观特性和模型
3．2．1 散射的基本物理概念
3．2．2 大气散射粒子的微观物理特性
3．3 偏振量子态大气传输散射的原理与特性
3．3．1 偏振态的描述与测量
3．3．2 偏振量子态的大气散射特性分析
3．3．3 偏振量子态传输特性的仿真与实测分析
3．4 非经典量子态大气传输的特性
3．4．1 非经典量子态传输的描述
3．4．2 非经典量子态传输的理论和特性
3．5 量子雷达散射截面积
3．5．1 量子雷达散射截面积的基本定义
3．5．2 基于单个光子入射的量子雷达散射截面积的仿真实验
3．5．3 基于多个光子入射的量子雷达散射截面积的仿真实验
参考文献
……
第4章 量子雷达的检测与估计
第5章 量子雷达发射机
第6章 量子雷达接收机
第7章 量子雷达新形态——量子照明
主要符号表
缩略语
量子雷达 作者简介
江涛，安徽合肥人。2010年获中国科学技术大学电磁场与微波技术专业工学博士学位，就职于中国电子科技集团公司第十四研究所，长期从事新体制雷达技术研究，现任中国电子科技集团公司第十四研究所总体研究部部长助理、总体论证与仿真中心主任。先后入选江苏省“333人才工程”、装备发展部雷达探测领域专家库。承担原总装备部“探索一代”重大项目、国家军口“973”和**科技委重点项目等研制任务，发表学术论文10余篇。
