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题名涡旋微波量子雷达
被引量：6
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作者
张超
王元赫
姜学峰
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机构
清华大学航天航空学院航空宇航电子系统实验室
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出处
《雷达学报（中英文）》
CSCD
北大核心
2021年第5期749-759,共11页
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基金
国家自然科学基金重点项目(61731011)
广东省科技厅重点项目(2019B010157001)
部委科技基础加强研究项目(JCJQ-ZD-164-12)。
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文摘
电磁波轨道角动量(OAM)量子态指构成电磁波的每个电磁波量子均具有OAM,是涡旋电磁波的重要形态之一。在微波波段,这种电磁波量子称为"涡旋微波量子"。涡旋微波量子与传统平面波微波量子具有不同的物理特性,针对传统吸波材料具有强反射系数,造成雷达散射截面积(RCS)增加,并提升目标回波的接收信号功率和检测概率,是对抗基于吸波材料的隐身目标之利器。该文提出了基于OAM量子态的涡旋微波量子雷达,给出了基本物理架构和数学模型,借助量子电动力学(QED)从理论上分析了涡旋微波量子的高回波功率特性,并通过实验验证了理论分析的正确性。在收发端均采用相同极化方式下,与传统平面波雷达相比实验中回波功率提高约9 dB。同时,配合典型雷达工作参数进行了仿真,明确了涡旋微波量子雷达在接收功率和检测概率等性能指标上的提升,进一步展现了涡旋微波量子针对吸波材料的反隐身能力。
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关键词
目标探测
轨道角动量
涡旋微波量子
OAM量子态
反隐身雷达
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Keywords
Target detection
Orbital Angular Momentum(OAM)
Vortex microwave photon
Quantum OAM
Antistealth radar
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分类号
TN95
[电子电信—信号与信息处理]
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题名论涡旋电磁波轨道角动量传输新维度
被引量：7
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作者
张超
王元赫
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机构
清华大学航天航空学院航空宇航电子系统实验室
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出处
《通信学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期211-222,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(No.61731011)。
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文摘
轨道角动量(OAM)是电磁波的固有物理量,与电场强度的物理量纲线性无关,可构成无线传输中的新维度。从电磁波资源利用和发展的历史出发,分析了电磁波轨道角动量的物理特征,明确了只有电磁波量子携带内禀OAM的涡旋电磁波传输系统才可以获得MIMO传输以外的无线传输新维度;统计态OAM涡旋波束中的电磁波量子形成的外部OAM与空域维度相耦合,无法构成MIMO传输以外的新维度,但在直射视距(Lo S)信道时可获得额外自由度和较低的复杂度。依据信道容量的不同,将典型涡旋电磁波OAM传输系统划分为4个不同区域,并着重指出量子态OAM涡旋电磁波传输可以形成超越传统MIMO容量界的含有OAM维度的新MIMO容量界。
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关键词
轨道角动量
无线通信
涡旋微波量子
涡旋电磁波
内禀轨道角动量
外部轨道角动量
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Keywords
orbital angular momentum
wireless communication
vortex microwave photon
vortex electro-magnetic wave
intrinsic OAM
extrinsic OAM
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分类号
TN92
[电子电信—通信与信息系统]
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