光波偏振态的相干矩阵表示及变换的研究

为从物理本质上揭示光波偏振态、偏振的叠加、混合和传播等概念和应用,利用相干矩阵方法分析光波偏振态。深入探讨了几种特殊意义情况下光波相干矩阵的特点及其可能的合成方式。选择部分偏振态通过线性光学元件和以布儒斯特角入射介质分界面时透射光偏振特性分析的典型例子,揭示了光波偏振态的变换问题。并在邦加球中以图解形式表示光波偏振态的几种合成形式及相干矩阵传输前后的偏振态变换。图解法使物理量的代数表示几何化,能更形象地描述偏振态的物理意义。分析表明,完全描述光波的偏振特性需要相干矩阵的本征值和本征态共同表征。     

宏观极限下的量子动力学模型的退相干

本文利用位移算符的性质以及相干态的性质很方便地推导了量子动力学模型的相干项.同时推导出约化密度矩阵的非对角元为两个相干态的内积.最后,我们在两个特殊情况下实现了宏观极限下的退相干.     

耗散腔中两二能级原子的量子退相干

在能量耗散腔中,原子用泡利算符描述,光场用相干态描述,运用密度矩阵理论,得到了两二能级原子密度矩阵元的演化规律及退相干因子.分析与单模辐射场作用过程中原子态的量子相干性.结果表明: 原子态的量子相干性的演化特性取决于原子-场耦合常数、光场的平均光子数和衰变系数.     

一类含外源谐振子的演化算符及其Feynman转移距阵元

采用相干态平均方法求出压缩哈密顿系统的演化算符，并用正规乘积内的积分方法求算它的Ｆｅｙｎｍａｎ转移矩阵元。当系统外源为实常数时，充分利用压缩么正变换的特性简便地计算了系统在坐标本征态和压缩态之间的转移矩阵元。     

Fock态作用下两原子的纠缠

在Milburn内禀退相干模型下,研究了单模量子辐射场Fock态作用下两个二能级原子的纠缠,得到了原子约化密度矩阵的解析形式.由于退相干,原子间纠缠将随体系的演化而衰减,最终原子态将趋于稳定,此时纠缠只依赖于场和原子的初态.纠缠度用concurrence来定量计算.     

双模压缩真空场中原子间相对位置的量子退相干

利用全量子理论,研究了双模压缩真空态光场中,两原子质心运动的量子动力学演化特性.通过计算,得到了两原子之间相对位置的密度约化矩阵和退相干因子的表达式,发现:1)在双模压缩态光场中,这对原子的自发辐射能够诱导质心运动的退相干;2)随着压缩因子γ的增大,量子退相干现象越来越明显.     

用相干态的方法计算角动量理论中的D函数

我们用相干态的方法,计算了转动算符的矩阵元,即D函数,这结果与一般角动量理论得出的结果完全一致。     

转动算符的一种新表示

借助于角动量算符的玻色子实现和相干态性质,通过解微分方程组求出了转动算符的正规乘积表示,由此极易导出转动矩阵d函数。     

关于相干态一些性质的讨论

介绍相干态的定义及其表达形式以及如何用位移算符作用到真空态上来获取相干态,并且列出了相干态的一些特性.发现了光子数的几率分布在相干态中满足泊松分布,证明了相干态的超完备性并计算了位置算符和动量算符在相干态中的方差.     

一种相干叠加态与二能级原子相互作用系统中场熵及反转粒子数的演化特性

研究了压缩相干态和真空态构成的相干叠加态光场与二能级原子相互作用系统中场熵的演化特性及粒子数反转效应,并与相干态和真空态构成的相干叠加态光场的场熵特性及粒子数反转效应进行了比较.研究结果表明,两种叠加态光场的场熵都随时间呈准周期变化,反转粒子数随着时间呈周期性的崩塌-复原变化.与相干态和真空态构成的相干叠加态相比,压缩相干态和真空态构成的相干叠加态与二能级原子的纠缠更强,反转粒子数随着时间变化所呈现崩塌-复原效应的周期变得更短.     

极化目标分解在目标分类中的应用

极化目标分解是从极化SAR数据中提取目标特征的重要方法,可以将其概括为两大类:基于S inc lair矩阵的相干目标分解和基于Mueller矩阵、相干矩阵、协方差矩阵的部分相干目标分解.利用相干目标分解中的基于Pau li矩阵分解法、Krogager分解法和Cam eron分解法,对实测极化SAR数据进行分类实验,结果表明极化目标分解对于从极化SAR数据中提取目标特征,进而对其进行分类是可行和有效的.     

基于分数低阶矩的空时最大似然DOA估计

为了提高现有基于分数低阶空时矩阵类算法的估计精度和其在低信噪比时的解相干性能,在对称α稳定分布噪声条件下,提出改进分数低阶空时矩阵用于独立信源DOA估计,基于分数低阶矩的空时最大似然算法用于相干信源DOA估计.仿真结果表明:针对独立信源,改进的分数低阶空时矩阵进行DOA估计的成功概率高于分数低阶空时矩方法;针对相干信源,分数低阶矩的空时最大似然算法的估计成功概率比SS-FLOM算法高,均方根误差比SS-FLOM算法小;新方法克服了空间平滑类算法严重损失阵列孔径的弊端,节省阵元.     

基于TSVD的在线相干DOA估计算法

对信号波达方向估计中的解相干问题,提出一种新的去相关信号波达方向估计方法。利用阵列实时接收的快拍数据迭代得出协方差矩阵的最大特征矢量,然后通过最大特征矢量建立一个新的Toeplitz矩阵实现去相关,最后对新得到矩阵进行奇异值分解得到信号的波达方向。通过仿真实验证明该方法能够实现对相干信源的有效估计,并且具有很好的实时性,能够有效的降低算法的复杂性。它在低信噪比和小快拍数的情况下有着比TSVD算法更加优良的估计性能。     

一种色噪声背景下的信源方位估计快速算法

针对实际环境中相干信源普遍存在的情况,提出一种基于对称均匀线阵的波达方向(DOA)分步估计方法。该算法在未知噪声协方差矩阵为复对称Toeplitz(色噪声)结构的情况下,利用空间差分方法和相干信源Toeplitz矩阵重构方法相结合,来处理同时存在相干(或相关)和独立信源的情况。首先利用常规谱估计算法估计独立信源;然后用差分的方法将其排除掉,同时可以排除色噪声信息;然后用Toeplitz重构的方法将剩下的相干信源恢复为满秩,进而可以利用传播算子的方法进行DOA估计。与传统的去噪、解相干算法相比,该算法在提高阵列信源过载能力的同时,可明显减小算法的运算量。计算机仿真结果证明了新算法的有效性和正确性。     

基于ESPRIT的ULA波达方向估计改进算法

针对MUSIC(Multiple Signal Classification)算法和ESPRIT(Estimated Signal Parameters via Rotational -Invariance- Technique)算法不能有效估计相干信源波达方向的问题, 在修正MUSIC算法（Modified MUSIC）基础上, 通过引用变换矩阵, 在考虑阵列接收数据及其相应变换矩阵的自相关和互相关信息后, 结合总体最小二乘算法TLS-ESPRITS（Total Least-Squares ESPRIT）提出了能同时适应相干和非相干信号情况的波达方向估计的改进ESPRIT算法（IM-ESPRIT: Improved ESPRIT), 并在相干信号源来波角度间隔较小和低信噪比条件下, 同常规CC-ESPRIT(Cross ESPRIT)算法进行比较。结果表明, 当相干信源角度间隔为3°且信噪比为0时, 实现波达方向估计具有较好的估计精度和分辨率。     

基于协方差矩阵重构的DOA估计方法

针对空间信号的波达方向估计,提出了协方差矩阵重构测向算法。由数据协方差矩阵的特征分解求得信号特征值及其对应的信号特征向量,根据各个信号特征向量构造相应的子协方差矩阵,算法定义一个新协方差矩阵。从理论上证明了新协方差矩阵在信号相干时仍然满秩,新算法在解除信号相干性的同时没有造成阵列孔径的损失。与空间平滑类算法相比,估计同样相干信号数,新算法能节省更多阵元。仿真实验证实了新算法优越的分辨能力和估计性能。     

基于伪数据相关矩阵二次重构的DOA估计新算法

针对传统波达方向估计算法在强信号邻近时弱信号难以估计和信源相干情况下算法性能失效的问题,通过对传统波达方向估计算法的理论推导和研究分析,变换阵元的数据接收矩阵来重构协方差矩阵,再对新的协方差矩阵对应信号的较大特征值进行重新排序,构造出伪数据相关矩阵,并结合MUSIC谱进行谱峰搜索完成对强弱邻近相干信源的波达方向估计.通过仿真比较,结果表明新算法消除了信号的相干性,不造成阵列孔径损失,并能对强弱邻近信号作出准确估计.     

SU(1,1)相干态在参量摄动理论中的应用

根据SU(1,1)群的相干态理论,得到频率含时间的量子动力学系统的SU(1,1)相干态物理绘景,由此解决系统的参量摄动问题,将结果过渡到实频率谐振子和反相谐振子两种情况。     

波达方向估计的一种改进SVD算法

本文主研究智能天线算法中的关键技术波达方向估计（DOA）。针对相干信号源的信号子空间与噪声子空间相互渗透,导致空间协方差矩阵缺秩从而经典算法失效的问题,本文基于奇异值分解（SVD）算法,提出了一种改进的SVD算法。该算法利用入射信号矩阵的最大特征向量元素包含所有入射信号信息的性质,进行矩阵重构,并对重构矩阵进行特征值分解得到噪声子空间和信号子空间,最后利用经典谱估计算法得到相干信源的入射方向。仿真试验结果表明改进SVD算法性能优于原始算法。