CN106989646A - 抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于引信技术领域，具体涉及一种抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统和方法。该系统包括量子纠缠源装置、分束装置、电磁波发射装置、电磁波接收装置、电磁波驻留延迟装置、联合关联测量装置、量子估值判决装置和引爆装置；量子纠缠源装置与分束装置相连，分束装置分别与电磁波发射装置和电磁波驻留延迟装置相连，电磁波驻留延迟装置和电磁波接收装置均与联合关联测量装置相连，联合关联测量装置与量子估值判决装置相连，量子估值判决装置与引爆装置相连。本发明无需放大或只要很少级次的放大就能做出判定，从而避免了为了从强干扰信号中检测出微弱探测信号而进行放大造成近炸电磁引信损坏的问题，具有抗阻塞式电磁干扰的能力。
Description
技术领域
本发明属于引信技术领域，具体涉及一种抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统和方法。
背景技术
引信是利用发射和飞行的环境信息、基于目标探测信息或按照事先设定的时间、指令等条件，在保证平时和发射时弹药安全的前提下，对弹药进行起爆控制的装置。按照引信和目标的关系，通常分为触发引信、近炸引信、周炸引信、时间引信和多选择复合引信。近炸引信是按目标特性或环境特性判定目标是否存在、与目标的距离和与目标相对方向而进行作用的引信。而利用电磁波获得目标信息的近炸探测方式，使用中面临压制式干扰机发射大功率的噪声信号，使得引信系统的接收机过载、饱和或者难以检测出有用信号。宽带阻塞式干扰可以使用射频噪声或者噪声调制的信号形势，使得引信受到干扰而早炸，对于引信正常工作产生巨大的威胁，降低弹药战斗部的杀伤和破坏威力。饱和阻塞式干扰是电磁引信受到的主要电磁干扰方式之一。在饱和阻塞式干扰情况下，为了从强干扰信号中检测出微弱目标信号，引信需要对接收到的信号进行放大，但由于干扰信号比微弱目标信号强很多，在微弱目标信号被放大到能被检测出之前，放大的接收信号就会损坏引信的检测装置，这就是目前引信难以解决饱和阻塞式干扰的原因，是引信近程探测亟待解决的重大问题之一。
发明内容
为了解决现有的引信探测方法容易受到阻塞式电磁干扰的技术问题，本发明提供一种抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统和方法。
本发明的技术解决方案是：一种抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统，其特殊之处在于：包括量子纠缠源装置、分束装置、电磁波发射装置、电磁波接收装置、电磁波驻留延迟装置、联合关联测量装置、量子估值判决装置和引爆装置；如图1所示，所述量子纠缠源装置与分束装置相连，所述分束装置分别与电磁波发射装置和电磁波驻留延迟装置相连，所述电磁波驻留延迟装置和电磁波接收装置均与联合关联测量装置相连，所述联合关联测量装置与量子估值判决装置相连，所述量子估值判决装置与引爆装置相连。本发明利用向目标区域发射量子纠缠态的电磁波信号，包括发射含量子光子信息的不同频段光子信号(含近红外激光和微波频段)，并获取回波信号中目标信息，进而增强非接触式近炸引信抗阻塞式干扰能力。
较佳地，上述量子纠缠源装置是利用自发参量下转换产生纠缠光子的纠缠光源，或利用混频过程产生纠缠无线电波的电磁波源。
优选地，上述量子纠缠源装置可为激光泵浦二阶非线性光学晶体。
进一步地，上述分束装置为偏振分束器或者双色镜分束器，所述电磁波发射装置为信号光发射透镜组，所述电磁波驻留延迟装置为光延迟线，所述电磁波接收装置为信号光接收透镜组，所述联合关联测量装置为二阶非线性光学晶体、和频产生接收机、参量放大器或者相位共轭接收机，所述量子估值判决装置为光电二极管和与光电二极管相连的光电信号分析仪。
优选地，上述量子纠缠源装置可为微波混频器。
进一步地，上述分束装置为微波分束器，所述电磁波发射装置为微波发射天线，所述电磁波驻留延迟装置为微波延迟线，所述电磁波接收装置为微波接收天线，所述联合关联测量装置为微波混频器、和频产生接收机、参量放大器或者相位共轭接收机，所述量子估值判决装置为微波接收机和与微波接收机相连的光电信号分析仪。
优选地，上述量子纠缠源装置可为微波腔-微机械振子-光学腔耦合系统。
进一步地，上述分束装置为微波腔和光学腔，所述电磁波发射装置为微波发射天线，所述电磁波驻留延迟装置为光延迟线，所述电磁波接收装置为微波接收天线和与微波接收天线相连的另一个微波腔-微机械振子-光学腔耦合系统，所述联合关联测量装置为二阶非线性光学晶体、微波混频器、和频产生接收机、参量放大器或者相位共轭接收机，所述量子估值判决装置为光电二极管和与光电二极管相连的光电信号分析仪。
本发明还提供一种抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
1)量子纠缠源装置产生两束具有量子纠缠特性的电磁波；
2)分束装置将所述电磁波分成两束，一束作为探测电磁波，另一束作为参考电磁波；
3)电磁波发射装置向目标区域发射探测电磁波；同时，电磁波驻留延迟装置将参考电磁波留存；
4)电磁波接收装置接收来自目标区域的反射电磁波；
5)联合关联测量装置将电磁波接收装置接收到的反射电磁波与电磁波驻留延迟装置留存的参考电磁波做联合关联测量；
6)量子估值判决装置根据联合关联测量的结果对目标是否存在做出判断并决定是否向引爆装置输出引爆控制信号。
本发明的有益效果在于：本发明利用量子目标探测在强噪声与强干扰信号的情况下仍能非常灵敏地探测到探测信号的特点，无需放大或只要很少级次的放大就能做出判定，从而避免了为了从强干扰信号中检测出微弱探测信号而进行放大造成近炸电磁引信损坏的问题，具有抗阻塞式电磁干扰的能力。
附图说明
图1为本发明抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统组成示意图。
图2为本发明实施例一的抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统组成示意图。
图3为本发明实施例二的抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统组成示意图。
图4为本发明实施例三的抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统组成示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统及方法，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例一
参见图2，本实施例以激光泵浦二阶非线性光学晶体作为量子纠缠源装置，其具体探测方法如下：
(1)用激光泵浦二阶非线性光学晶体，通过非线性光学晶体的自发参量下转换过程产生具有纠缠特性的两束光。
(2)用偏振分束器或双色镜把纠缠特性的两束光分成探测光和参考光。
(3)用信号光发射透镜组把探测光发射到目标可能存在的区域，同时用光延迟线延迟留存的参考光。
(4)用光接收透镜组(例如光学望远镜系统)接收从目标区域反射回来的探测光。
(5)用另一块二阶非线性光学晶体对返回的探测光与留存的参考光做和频产生接收。
(6)用一个光电二极管对和频产生的和频光进行光电探测。
(7)光电信号分析仪对光电二极管输出的电信号进行信号检测，根据检测结果判断目标是否存在并决定是否输出起爆控制信号。
实施例二
参见图3，本实施例以微波混频器作为量子纠缠源装置，其具体探测方法如下：
(1)用微波混频器产生两束纠缠的微波。
(2)用微波分束器把两束纠缠的微波分成探测微波和参考微波。
(3)用微波发射天线把信号波向目标存在的区域发射，同时用一个微波延迟线延迟参考微波。
(4)用微波接收天线收集从目标区域反射回来的信号微波。
(5)用另一个微波混频器对从目标区域反射回来的信号微波与延迟后的参考微波做微波和频产生。
(6)用微波接收机检测和频产生的微波信号。
(7)光电信号分析仪对微波接收机输出的电信号进行信号检测，根据检测结果与目标特性判断目标是否存在并决定是否输出起爆控制信号。
实施例三
参见图4，本实施例以微波腔-微机械振子-光学腔耦合系统作为量子纠缠源装置，其具体探测方法如下：
(1)用微波腔-微机械振子-光学腔耦合系统产生纠缠的微波与光波。
(2)微波腔与光学腔自动地把纠缠的微波和光波分开。
(3)用微波发射天线把微波腔发出的微波向目标区域发射，同时用一个光延迟线延迟光学腔发出的光波。
(4)用微波接收天线收集从目标区域反射回来的微波。
(5)把微波接收天线收集的微波耦合进另一个微波腔-微机械振子-光学腔耦合系统的微波腔，再收集从这个微波腔-微机械振子-光学腔的光学腔出射的光波。
(6)把第二个微波腔-微机械振子-光学腔的光学腔出射的光波与从第一个微波腔-微机械振子-光学腔的光学腔出射的延迟后的光波经过一个二阶非线性光学晶体的和频产生过程产生和频光。
(7)用一个光电二极管对和频产生过程的和频光进行光电探测。
(8)对光电二极管输出的电信号进行信号检测，根据检测结果判断目标是否存在并决定是否输出起爆控制信号。
Claims (9)
1.一种抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统，其特征在于：包括量子纠缠源装置、分束装置、电磁波发射装置、电磁波接收装置、电磁波驻留延迟装置、联合关联测量装置、量子估值判决装置和引爆装置；所述量子纠缠源装置与分束装置相连，所述分束装置分别与电磁波发射装置和电磁波驻留延迟装置相连，所述电磁波驻留延迟装置和电磁波接收装置均与联合关联测量装置相连，所述联合关联测量装置与量子估值判决装置相连，所述量子估值判决装置与引爆装置相连。
2.根据权利要求1所述的抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统，其特征在于：所述量子纠缠源装置是利用自发参量下转换产生纠缠光子的纠缠光源，或利用混频过程产生纠缠无线电波的电磁波源。
3.根据权利要求2所述的抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统，其特征在于：所述量子纠缠源装置为激光泵浦二阶非线性光学晶体。
4.根据权利要求3所述的抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统，其特征在于：所述分束装置为偏振分束器或者双色镜分束器，所述电磁波发射装置为信号光发射透镜组，所述电磁波驻留延迟装置为光延迟线，所述电磁波接收装置为信号光接收透镜组，所述联合关联测量装置为二阶非线性光学晶体、和频产生接收机、参量放大器或者相位共轭接收机，所述量子估值判决装置包括光电二极管和与光电二极管相连的光电信号分析仪。
5.根据权利要求2所述的抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统，其特征在于：所述量子纠缠源装置为微波混频器。
6.根据权利要求5所述的抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统，其特征在于：所述分束装置为微波分束器，所述电磁波发射装置为微波发射天线，所述电磁波驻留延迟装置为微波延迟线，所述电磁波接收装置为微波接收天线，所述联合关联测量装置为微波混频器、和频产生接收机、参量放大器或者相位共轭接收机，所述量子估值判决装置包括微波接收机和与微波接收机相连的光电信号分析仪。
7.根据权利要求2所述的抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统，其特征在于：所述量子纠缠源装置为微波腔-微机械振子-光学腔耦合系统。
8.根据权利要求7所述的抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测系统，其特征在于：所述分束装置为微波腔和光学腔，所述电磁波发射装置为微波发射天线，所述电磁波驻留延迟装置为光延迟线，所述电磁波接收装置为微波接收天线和与微波接收天线相连的另一个微波腔-微机械振子-光学腔耦合系统，所述联合关联测量装置为二阶非线性光学晶体、微波混频器、和频产生接收机、参量放大器或者相位共轭接收机，所述量子估值判决装置包括光电二极管和与光电二极管相连的光电信号分析仪。
9.一种抗阻塞式电磁干扰的近炸引信量子近程探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)量子纠缠源装置产生两束具有量子纠缠特性的电磁波；
2)分束装置将所述电磁波分成两束，一束作为探测电磁波，另一束作为参考电磁波；
3)电磁波发射装置向目标区域发射探测电磁波；同时，电磁波驻留延迟装置将参考电磁波留存；
4)电磁波接收装置接收来自目标区域的反射电磁波；
5)联合关联测量装置将电磁波接收装置接收到的反射电磁波与电磁波驻留延迟装置留存的参考电磁波做联合关联测量；
6)量子估值判决装置根据联合关联测量的结果对目标是否存在做出判断并决定是否向引爆装置输出引爆控制信号。
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