第890章 給院士上一課
2024-07-02 14:22:14
作者： 十月廿二
第890章 給院士上一課
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4月的上半月，總體上算是風平浪靜。
在通過原理樣機證明皮秒級脈衝雷射確實能夠實現可控的非熱加工之後，最重要的事情自然是開始生產一台工程樣機。
由於要考慮到具體的應用環境以及硬體布局，因此工程樣機不可能像原理樣機一樣簡單搭個架子就完事了。
而是要儘可能貼近最終產品。
這也意味著，生產過程會比較漫長。
尤其是其中一些設備還需要從國外訂購。
歐洲企業的效率，只能說懂的都懂。
所以，常浩南手頭的項目，也進入了一個不溫不火的階段。
不過這倒也不算是壞事。
在整個項目團隊的工作強度降低下來之後，他總算得著機會，把「由光電信號對天線陣元進行相位控制」的思路跟侯院士以及霍鵬華二人討論了一下。
最終幾個人的一致得出結論。
至少在原理上，光波束形成網絡的構想是可行的。
而常浩南想要的，就是這個「原理上可行」。
後面系統模型和系統理論的問題，可以由他來解決。
而再往後，具體落實的層面，有電科集團操心呢。
原本，常浩南是準備親自去一趟廬州。
結果電話打過去才得知，王曉模院士4月末要到京城開會。
正好能省去奔波一趟的麻煩。
……
雖然不是嚴肅的會議，但好歹也屬於正經學術交流，在飯桌上肯定不合適。
所以，常浩南乾脆把見面地點選到了新火炬實驗室主樓的會議室里。
「你們這個地方選的不錯。」
下車之後，王曉模緊了緊身上的皮夾克，環顧一番之後評價道：
「環境好，離城市不遠，但又不至於太喧囂。」
「是個搞學術的地方。」
京城五環，雖然這時候已經大部分都通車了，但總體上還有幾分荒涼。
不過，反倒把火炬實驗室這一片地方給襯托出了點世外桃源的感覺。
常浩南自己也非常中意這塊地方，因此倒也不謙虛：
「那句話怎麼說來著……離學術圈遠，但是離學術近，說的就是這種地方了。」
「這說法我還真是第一次聽說。」
王曉模跟著常浩南一起走上主樓的台階：
「不過總結的確實很到位……」
「……」
一路邊走邊聊，二人很快來到了位於最頂層的會議室門口。
早在幾天之前，常浩南就已經開始在這裡準備需要的資料了。
因此，當王曉模推門而入之後，第一眼便看到了好幾面被公式和電路模型圖填滿的黑板。
這種情況，本來應該更適合PPT來發揮的。
但做PPT實在是太麻煩了。
交給學生做，學生又不懂。
總不能讓侯院士給他當苦力吧？
於是，常浩南索性偷了個懶，把前些天討論和計算過程中寫下來的黑板全都搬了過來。
「這是……」
突然置身於一片數學符號的汪洋之中，恐怕牛頓或者高斯來了也得懵上個幾秒鐘。
不過，王曉模畢竟早有心理準備，倒是很快就恢復了過來。
「上次在南鄭那會，我就猜到你小子的腦袋裡肯定藏著東西呢……」
他一邊找了個視野良好的位置坐下，一邊半開玩笑地對常浩南說道：
「來吧，看看我們常總又整出來點什麼新花樣！」
看著已經擺開架勢準備記筆記的王曉模，常浩南脫掉外套，緊接著鬆開了襯衫最上面的扣子：
「這還是我上個月聽了你介紹之後才想到的一個新思路。」
他說著徑直來到第一面黑板旁邊：
「在南鄭那會你和我說過，相控陣雷達在進行寬角掃描時，雷達的渡越時間和孔徑效應會導致信號的瞬時帶寬受限，需要採用子陣延時或者單元移相結構來改善這種問題。但是傳統微波波導或者電纜線的實時延時線損耗大、色散強、頻帶窄、體積和總量還超標。」
「正好我最近在做一個雷射加工的項目，就是用光纖鏈路取代電纜傳遞信號，所以就想著能不能把光纖也用在雷達上面。」
王曉模一隻手扶著下巴，另一隻手拿著原子筆在筆記本的封面上有節奏地敲擊。
這是他在思考時的習慣性動作。
「單純用光纖做TTD，倒是不算特別新的思路。」
趁著常浩南說完一句話的功夫，王曉模緩緩開口道：
「我知道大概10年前，美國休斯公司就嘗試過這個辦法，只是中間的光電轉換過程實在太多，最後據說是多出來了40分貝的信號損耗，最後就不了了之了。」
而常浩南早就猜到了對方會提到這個案例，當即點了點頭：
「您說的那個項目我也查到過資料。」
「不過，他們雖然用了光纖做TTD，但切換各延時通路的過程仍然採用了多個雷射器加一個n1：n2光纖耦合器再加多個光探測器的電開關形式，每個開關結構都要多出來4*8總共32組光電轉換過程，噪音大是必然的。」
聽常浩南直接切中要害，王曉模拿著筆的手停下了動作：
「所以……你能解決這個問題？」
「當然。」
前者露出一個笑容：
「所以我想，既然都已經考慮用光纖了，那不如一條道走到底，把整個後端都做進一套光波束形成網絡，最後統一用光探測器解調恢復射頻或微波信號發射電磁波，這樣只需要一個電-光-電轉換過程，就能實現光控相控陣雷達……」
說到這裡，常浩南回頭指向身後的黑板：
「比如剛才說的切換各延時通路，完全可以用純光學的方法，比如光纖布拉格反射光柵、光纖色散稜鏡，或者空間光路切換，總之辦法有很多，完全可以規避掉那32組光電轉換……」
「直接用光控陣列……倒是可以規避這個損耗問題」
王曉模不知道什麼時候已經完全坐直了身子：
「但那可就涉及到一套新的理論體系了……不說別的，光控陣列和電控陣列的時延模型就有很大區別。」
「這正好是我比較擅長的部分。」
常浩南此時已經興奮了起來，大踏步地來到第二塊黑板旁邊：
「我們先用一個比較簡單的一維線列陣作為例子。」
「假設每個子陣包含的單元數為ns=N/M，那麼每個單元可以表示為ail，其中i是子陣序號，l是子陣內部的天線單元序號，實際陣列中，每個子陣配置一個可提供2^b1個時移單位的的延時單元，子陣內各單元均有一個b2位的移相器，用於完成0-2π相位範圍內的移相……」
「對於空間內任一方向θ，任意相鄰單元間的空間時間差為τ=dsinθ/c，對於工作頻率f，相應相位差為φ=kdsinθ……」
「……」
當講到這裡的時候，王曉模已經把筆記本翻開到空白頁，奮筆疾書地記錄了起來——
儘管他並非理論出身，但並不難看出，常浩南這是在構建一個光控時延相控線型陣列的數學模型。
而只要稍微推廣一下，就可以成為一個平面陣列模型。
「相控陣列天線不僅可以看作一個空域濾波器，還是一個傳遞函數隨著不同空間方向而不同的時域濾波器，設輸入到均勻線型陣列第一個單元的信號為s(t)=e^(jωt)，則光控相控陣列在指向方向上的傳遞函數為H(ω)={Msin[ns/(2c)]dsinθ0(ω-ω0)}/[sin{(1/2c)]dsinθ0(ω-ω0)}……」
隨著講解的逐漸進行，常浩南開始時不時在黑板上添加一些新的內容。
有些是當時漏掉沒寫上的，也有些是剛剛計算過程中新想到的。
而整個數學模型的架構，也隨之而變得逐漸清晰起來。
「唰唰唰……」
王曉模用最快的速度記下當前這面黑板上的最後一個字符，然後停下筆。
從這間會議室里的黑板總數來判斷，常浩南的介紹大概只進行了一半左右。
不過，他現在就已經能夠從中看出不少有價值的信息了。
「也就是說，只需要確定陣列的空間時延算子向量、陣內波束指向相移向量和陣內時延算子向量三個關鍵值，就可以完成光控陣列的信號模型仿真？」
這顯然比他，或者除了常浩南以外任何的預估要簡單很多。
換句話說，即便從工程角度分析，這個用光電信號控制相位差進行掃描的思路，也是完全有潛力實現的！
(本章完)