第1章 概述 1
1.1 量子雷达探测的基本概念 1
1.1.1 量子雷达探测的定义 1
1.1.2 量子雷达探测的内涵 2
1.1.3 量子雷达探测的技术优势 3
1.2 量子雷达探测的核心理论 4
1.2.1 量子态传输与散射理论 4
1.2.2 量子信号检测与估计理论 5
1.2.3 量子目标散射截面积 6
1.3 量子雷达探测的起源与发展 6
1.3.1 量子信息是量子雷达探测的起源 7
1.3.2 从量子信息到量子传感器 10
1.3.3 量子雷达与量子雷达探测 14
1.4 本书的构成 15
参考文献 16
第2章 从量子信息到量子雷达 20
2.1 引言 20
2.2 量子理论中的一些基本概念 21
2.3 从麦克斯韦方程看经典理论与量子理论 24
2.3.1 经典麦克斯韦方程 24
2.3.2 电磁场的量子化 24
2.4 从接收机噪声看经典理论与量子理论的差异 27
2.4.1 直接探测中噪声的经典论与量子论解释 27
2.4.2 零差探测中噪声的经典论与量子论解释 31
2.5 量子传感的主要类型和基本理论 36
2.5.1 量子传感器的分类依据和主要特性 37
2.5.2 量子传感器角度分辨的原理与方法 41
2.6 量子传感器与量子雷达探测 51
2.6.1 雷达目标探测中的信号检测问题 52
2.6.2 量子传感器成像中的信号检测问题 53
2.6.3 信噪比是量子传感与量子雷达探测的共同的核心 57
参考文献 60
第3章 量子雷达的传输和散射 62
3.1 引言 62
3.2 大气散射粒子的微观特性和模型 63
3.2.1 散射的基本物理概念 63
3.2.2 大气散射粒子的微观物理特性 64
3.3 偏振量子态大气传输散射的原理与特性 70
3.3.1 偏振态的描述与测量 70
3.3.2 偏振量子态的大气散射特性分析 72
3.3.3 偏振量子态传输特性的仿真与实测分析 84
3.4 非经典量子态大气传输的特性 89
3.4.1 非经典量子态传输的描述 89
3.4.2 非经典量子态传输的理论和特性 92
3.5 量子雷达散射截面积 97
3.5.1 量子雷达散射截面积的基本定义 98
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 99
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 102
参考文献 105
第4章 量子雷达的检测与估计 107
4.1 引言 107
4.2 量子统计理论 108
4.2.1 经典检测与估计理论回顾 108
4.2.2 量子理论概述 109
4.3 量子检测理论 110
4.3.1 量子二元检测 110
4.3.2 量子门限检测 114
4.3.3 多元量子检测 120
4.4 量子估计理论 120
4.4.1 克拉美劳不等式 121
4.4.2 充分统计量 123
4.4.3 量子多参数估计 124
参考文献 126
第5章 量子雷达发射机 128
5.1 引言 128
5.2 量子雷达发射机概述 130
5.2.1 量子雷达发射机的基本构成 130
5.2.2 （准）单光子／非单光子偏振量子态调制量子雷达发射机 130
5.2.3 使用纠缠量子态的量子雷达发射机 131
5.2.4 使用压缩态的量子雷达发射机 132
5.3 量子雷达发射中的一些基本概念 132
5.3.1 激光器光场的量子描述 132
5.3.2 量子态的非经典判据 138
5.4 量子雷达发射机中高压缩比压缩光场的制备 142
5.4.1 引言 142
5.4.2 准相位匹配 142
5.4.3 高压缩比压缩光场实验装置 150
5.4.4 高压缩比的压缩光场制备实验结果 153
5.5 量子雷达发射机中高亮度纠缠光场的制备 154
5.5.1 引言 154
5.5.2 高亮度纠缠光源制备难点分析 155
5.5.3 高亮度多光子纠缠光源制备实验系统 157
5.5.4 实验实现及结果分析 162
参考文献 165
第6章 量子雷达接收机 169
6.1 引言 169
6.2 量子雷达接收机的基本组成 170
6.2.1 雷达接收机的基本概念 170
6.2.2 量子雷达接收机的设计思路 172
6.2.3 量子雷达接收机的组成 174
6.3 量子接收通道的特性分析 176
6.3.1 量子接收通道的信号测量 176
6.3.2 量子接收通道的信号检测 179
6.4 量子接收通道的发展展望 189
参考文献 193
第7章 量子雷达新形态——量子照明 195
7.1 引言 195
7.2 量子照明的基本概念 196
7.2.1 单光子量子照射 197
7.2.2 Gaussian态量子照射 201
7.3 量子照明的试验验证 205
7.3.1 基于量子照射的通信实验 205
7.3.2 基于量子照射的目标检测实验 207
7.4 微波量子照明 211
7.4.1 简介 211
7.4.2 电-光-力转换器原理与微波光学纠缠 211
7.4.3 微波量子照明 213
参考文献 216
主要符号表 218
缩略语 225