新一代微型超高灵敏度原子磁强计正在开发中,并被集成到军事系统中。这些新系统汇集了微机电系统、原子物理学、光学、电磁学和数据采集方法方面的进步,在总磁场灵敏度方面实现了创纪录级别的性能,同时实现了尺寸、重量和功率的大幅降低。非常小规模的传感器(大约几立方厘米)已经在标量和矢量模式下进行了演示,并集成到各种国防应用的设计中。我们的工作重点是将这些传感器实际集成到操作平台中。在工作环境中使用这些传感器有许多意义,例如优化信噪比、检测概率和误报缓解。开发在地球磁场中有效运行的工作传感器模块和平台以用于各种军事目标检测、定位和特性描述任务的挑战是巨大的。我们研究了平台和环境噪声的缓解以及传感器阵列和相关数据采集系统的开发。除了建模和模拟之外,我们还通过初步实验数据研究了传统低频磁力测量的变化和增强。特别是,我们讨论了传感器控制、目标地理定位和数据处理的独特部署概念。重点放在针对平台子集(小型无人地面、无人水下和无人驾驶飞行器)和感兴趣的目标定制的具有特定带宽灵敏度的原型上。应用包括用于海底和地下威胁检测的配置 - 特别是与固定或移动爆炸物和紧凑金属目标(如弹药、简易威胁装置、潜艇和其他危险物体)相关的配置。我们展示了微型磁传感器的当前和未来功能的潜力,包括非常高的磁场灵敏度、带宽选择性、源场控制和阵列处理。
简单的基于检测的LIDAR包括将信号状态发送到可能包含目标对象或可能不包含目标对象的环境中,然后检测可能的反射光。反射到检测器的任何光都将提供有关可能存在的目标对象的信息。但是,当光的状态平均光子数较低并且存在高环境背景噪声时,对物体的存在的准确推断很具有挑战性。这个问题等于区分两个状态,一种包含反射的信号和噪声,另一个只有噪声,因此可以用量子状态歧视表示。我们通过试图区分我们检测器系统中可能的状态来确定对象是否存在。这些状态越明显,可以识别或排除对象的存在越快。量子照明利用非经典相关的光学模式作为执行对象检测的光源,由于非经典量子状态的可区分性增强,比经典光源相比具有基本优势。量子照明因此,即使在嘈杂的量子通道中,量子照明也可以提高目标歧视,但目前尚不清楚实现最大敏感性增强所需的确切测量方案。5该方案可以通过各种方式实施。如果在局部存储一种模式(常规“惰轮”),直到可以组合检测到两个模式以获得检测优势,则可以在检测器上返回信号。,如果需要干扰并因此在惰轮和信号梁之间存在相位锁定,那么这是具有挑战性的,因此在光学频率下它在实验室外面是不切实际的。一种更实用的方法需要在本地测量惰轮,然后使用此测量来调节信号光束,该信号光束被发送以询问目标。希望条件信号梁具有增强的检测概率。量子照明已被证明比经典照明具有实验检测的优势,从实验上进行6和理论上,7当信号和惰轮都使用简单检测时。
摘要。美国公司正在建设新型商业、双重用途太空能力,例如太空射频 (RF) 遥感,具有广泛的国家安全、民用和商业效益。然而,美国国务院已确定,美国射频 (RF) 遥感卫星系统产生的某些数据和信息产品的出口属于受《国际武器贸易条例》(ITAR) 约束的“国防服务”。通过将 ITAR 控制重点放在保护用于敏感军事和情报最终用途的高端信息上,并利用《出口管理条例》(EAR) 控制不太敏感的信息和最终用途,美国可以更好地支持其国家和经济安全、深化其国际伙伴关系并确保在国际市场上的竞争力。这样的政策将使美国私营部门能够更多地贡献此类 RF 遥感卫星产生的信息和见解,以应对全球海事、环境、资源和边境安全挑战。背景。过去 20 年来,商业太空格局发生了巨大变化。商业遥感卫星技术曾经只属于政府领域,但在私营部门前所未有的投资推动下,该技术已在全球范围内蓬勃发展,这些卫星产生的信息正在造福国家安全、环境保护、商业和科学。商业航天部门正在推动经济增长并培养科学和工程人才。一个开创性的领域是太空射频遥感。射频频谱正日益成为现代数字世界的命脉——从通信设备到导航设备,再到发射射频能量的海上或陆地运输系统。美国商业公司运营的卫星系统可探测和处理来自位于地球表面或附近的发射器的射频能量。这些系统的设计和开发具有双重用途:扩大这些系统产生的射频数据和信息的适用性,使其不仅限于国家安全,还可用于民用、科学、环境和商业用途。这些包括检测非法捕鱼、走私活动、人口贩卖、未经授权的自然资源开采、偷猎濒危动物、有害射频干扰源(例如 GPS 干扰),以及监测碳排放和农业产量,以及商业领域,例如跟踪油轮或海上食品运输的位置。这些 RF 卫星系统完全由商用零部件组成,并使用与商用通信卫星系统相同的技术。这些系统所采用的通用处理软件采用了国际上知名的处理算法,这些算法并非专门为军事或情报目的而设计(例如,处理低拦截概率(LPI)信号或低检测概率(LPD)信号)。