中国电科集团成功研制首部量子雷达 或成未来隐形战机"克星"

2016-09-14 14:07 中国新闻网

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资料图:量子雷达工作原理示意图。

被喻为未来将成为隐形战机“克星”的量子雷达,近日由中国电子科技集团14所研制成功。记者从中国电子科技集团获悉,这是中国首部基于单光子检测的量子雷达系统。

量子雷达探测技术是近年来国内外的研究热点,在雷达探测与成像识别领域具有重要的军事应用价值。该量子雷达系统由中国电科14所研制,在中国科学技术大学、中国电科27所以及南京大学等协作单位的共同努力下,完成了量子探测机理、目标散射特性研究以及量子探测原理的实验验证,并且在外场完成了真实大气环境下的目标探测试验,获得百公里级探测威力,探测灵敏度极大提高,指标均达到预期效果,取得阶段性重大研究进展与成果。

量子雷达是将量子信息技术引入传统雷达探测领域,解决传统雷达在探测、测量和成像等方面的技术瓶颈,提升雷达的综合性能。目前传统雷达存在一些缺点:一是发射功率大(几十千瓦),电磁泄漏大;二是反隐身能力相对较差 ;三是成像能力相对较弱;四是信号处理复杂,实时性弱。

针对传统雷达存在的技术难点,量子信息技术均存在一定的技术优势,可以通过与传统雷达相结合,提升雷达的探测性能。量子信息技术中的信息载体为单个量子,信号的产生、调制和接收、检测的对象均为单个量子,因此整个接收系统具有极高的灵敏度,即量子接收系统的噪声基底极低,相比经典雷达的接收机,噪声基底能够降低若干个数量级。再忽略工作频段、杂波和动态范围等实现因素,则雷达作用距离可以大幅提升数倍甚至数十倍。从而大大提升雷达对于微弱目标,甚至隐身目标的探测能力。

据介绍,鉴于量子态传播所具有的特性,该量子雷达利用量子态作为信息的载体,从而有效降低系统的功耗,可以应用于多种轻型平台;其次,以量子态作为接收对象,利用量子态特性,可以丰富目标的探测手段,提高对低可见目标的探测性能。利用量子态具有的高阶相关性,可以通过量子态关联抑制杂波干扰,同时在现阶段复杂电磁环境下具有较强的可靠性、保密性。总之,利用量子态所具有的特性,可以解决传统雷达在低可见目标的检测、电子战条件下的生存、平台载荷限制等诸多方面的瓶颈问题,从而全方面提升雷达的各项性能指标。

量子雷达属于一种新概念雷达,首要应用是实现目标有无的探测,在此基础上可以进一步扩展应用领域,包括量子成像雷达、量子测距雷达和量子导航雷达等,从本质上来说,量子雷达并没有传统经典雷达探测的框架体系,只是在利用量子理论进行系统分析时,对雷达中一些概念和物理现象,如接收机噪声等,具有全新的、更准确的理解。在此基础上,量子雷达从信息调制载体和检测处理等方面入手,提升雷达的性能。总体而言,量子雷达是对经典雷达理论的更新和补充,而不是颠覆和取代。

据悉,目前中国电科14所智能感知技术重点实验室在量子雷达研究方向上已建立了基本的研究环境,具备了量子雷达系统设计、系统研制以及实验验证的初步能力,为后续进一步开展微波量子雷达奠定了重要的理论和实验基础。

责任编辑:鲁路(QM0002)

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