量子雷达毕业设计开题报告

长安大学毕业设计开题报告表课题名称量子雷达课题来源自选项目课题类型专题研究指导教师郭元术学生姓名吴波学号201124040125专业通信工程一、课题意义：雷达起源于20世纪上半叶，是一种远距离传感技术。虽然HeinrichHertz于1886年首次发现无线电波可以从固体目标反射回来，但科学家一直到第一次世界大战才认识到，雷达可以成为一项新兴技术。在两次世纪大战期间，各个主要军事大国均开始从事雷达研究。进入21世纪后,信息战、电子战、空袭战、精确战和非接触战成为未来战争的主要形式,全方位大纵深的陆海空天电一体化作战已成为必然,太空将成为国际军事竞争的新的制高点。雷达作为主要的电子信息装备,担负信息获取和精确制导的重任。雷达能否高效地、远距离地、获取各种远程导弹、飞机等目标的信息将是确保战争胜利的首要条件。从多年来雷达的发展的经历看,要想提高雷达的精确性和实现高质量的图像,雷达的发射电磁波频率要更高。最近(20世纪70年代)发展起来的超宽带雷达,就是采用冲激脉冲作为载波。由此看出雷达信号的载波向极窄脉冲发展,这实际上是追求雷达信号能量集中效应,类似子弹的效果。要想解决上述雷达缺点还需发展新体制雷达。据此我们想到利用电磁波的粒子特性探测目标的思想。本文基于量子纠缠技术,提出新的雷达探测方法,同时给出了具体的系统模型。二．国内外发展现状：1934年，美国海军研究实验室开发了世界上首部脉冲雷达，可实现目标探测并估算目标距离。此后，在第二次世界大战期间，雷达被证明是一个非常重要的战场工具。比如，英国首次应用雷达装备探测空中目标，可提前知晓敌方战机的来袭。尽管存有疑义，但雷达在“大不列颠之战”中为盟军提供了关键优势。自此之后，雷达在现代战场上和民用领域获得了广泛发展。2012年，美国罗切斯特大学光学研究所的研究团队成功研发出一种抗干扰的量子雷达，这种雷达利用光子的量子特性来对目标进行成像，由于任何物体在接收到光子信号之后都会改变其量子特性，所以这种雷达能轻易探测到隐形飞机，而且几乎是不可被干扰的。该技术的原理与量子密钥分配加密技术比较类似，在窃听者试图改变量子特性时就会暴露自己的位置。在本项研究中，工程师们使用新型侦测技术能够揭穿频率干扰等反制手段，来自纽约罗彻斯特大学的研究小组展示了如何通过光子的量子属性来获得先进的反隐身技术。对此，麻省理工学院的科学家评论认为这项新的侦测技术依赖于任何一个测量光子的行为总会摧毁它自身的量子特性，由此就可通过破坏原来光子的量子特征来重新模拟出虚假的光子属性，以达到欺骗目的。如果一架雷达隐形的飞机试图拦截这些光子并重新发送虚假信号，雷达回波仅相当于一只鸟的面积就可以掩盖自身的真实位置，但量子雷达在这一欺骗过程中也发现了敌方飞机的踪迹。这项新发明在技术工程上也有相似的运用，比如可以用类似的方式进行量子密钥加密，通过改变密钥的量子属性来达到目的。来自罗彻斯特光学研究所的科学家梅胡尔·马利克(MehulMalik)利用该技术对远程隐形轰炸机进行反射光子测试实验，测量反射信号的极化错误率。研究人员计划将来用该技术于识别隐身作战飞机，当截获到敌方防空雷达信号时，将信号的量子特征进行修改，并自动形成一只鸟的信号发送往敌方雷达，这样似乎可以达到传统的隐身目的，但新型量子雷达却很容易揭穿这一诡计。麻省理工学院的研究人员认为这是第一次使用量子力学研制的成像系统，成果是令人印象深刻的，可以不受到任何雷达干扰措施的影响。然而，量子侦测技术所需的设备可以由全球范围的实验室研制出来，但还没有装备到军队。三．课题研究内容本次设计内容包括回顾雷达的发展历程，描述了量子雷达与人眼的原理相关性，并阐述了其原理，重点解读了量子雷达的关键技术，如量子信息调制技术、量子信息解调技术和量子信息处理技术等。从而理解了量子雷达的技术攻关问题。分析了量子雷达的分类，并通过量子纠缠角度对各雷达的原理进行了阐述和分析，通过本章我们认识到量子雷达技术理论已经比较完善，但要运用到各个领域还需克服好多技术攻关问题。四．本课题的研究方法1.查阅相关资料,了解并掌握经典雷达理论现状和最新发展。2.查阅相关资料,了解并掌握量子雷达的基础知识。3.查阅相关资料,了解并掌握量子纠缠在量子雷达中的应用。五．任务的进程时间安排：1）查阅文献1——5周2）分析设计5——6周3）算法编程实现4——10周4）算法测试及性能分析11——13周5）撰写论文13——15周6）答辩15周指导教师意见及建议：指导教师签名：年月日注：1、课题来源分为：国家重点、省部级重点、学校科研、校外协作、实验室建设和自选项目；课题类型分为：工程设计、专题研究、文献综述、综合实验。2、此表由学生填写，交指导教师签署意见后方可开题。