第889章 给院士上一课

4月的上半月，总体上算是风平浪静。

在通过原理样机证明皮秒级脉冲激光确实能够实现可控的非热加工之后，最重要的事情自然是开始生产一台工程样机。

由于要考虑到具体的应用环境以及硬件布局，因此工程样机不可能像原理样机一样简单搭个架子就完事了。

而是要尽可能贴近最终产品。

这也意味着，生产过程会比较漫长。

尤其是其中一些设备还需要从国外订购。

欧洲企业的效率，只能说懂的都懂。

所以，常浩南手头的项目，也进入了一个不温不火的阶段。

不过这倒也不算是坏事。

在整个项目团队的工作强度降低下来之后，他总算得着机会，把“由光电信号对天线阵元进行相位控制”的思路跟侯院士以及霍鹏华二人讨论了一下。

最终几个人的一致得出结论。

至少在原理上，光波束形成网络的构想是可行的。

而常浩南想要的，就是这個“原理上可行”。

后面系统模型和系统理论的问题，可以由他来解决。

而再往后，具体落实的层面，有电科集团操心呢。

原本，常浩南是准备亲自去一趟庐州。

结果电话打过去才得知，王晓模院士4月末要到京城开会。

正好能省去奔波一趟的麻烦。

……

虽然不是严肃的会议，但好歹也属于正经学术交流，在饭桌上肯定不合适。

所以，常浩南干脆把见面地点选到了新火炬实验室主楼的会议室里。

“你们这个地方选的不错。”

下车之后，王晓模紧了紧身上的皮夹克，环顾一番之后评价道：

“环境好，离城市不远，但又不至于太喧嚣。”

“是个搞学术的地方。”

京城五环，虽然这时候已经大部分都通车了，但总体上还有几分荒凉。

不过，反倒把火炬实验室这一片地方给衬托出了点世外桃源的感觉。

常浩南自己也非常中意这块地方，因此倒也不谦虚：

“那句话怎么说来着……离学术圈远，但是离学术近，说的就是这种地方了。”

“这说法我还真是第一次听说。”

王晓模跟着常浩南一起走上主楼的台阶：

“不过总结的确实很到位……”

“……”

一路边走边聊，二人很快来到了位于最顶层的会议室门口。

早在几天之前，常浩南就已经开始在这里准备需要的资料了。

因此，当王晓模推门而入之后，第一眼便看到了好几面被公式和电路模型图填满的黑板。

这种情况，本来应该更适合PPT来发挥的。

但做PPT实在是太麻烦了。

交给学生做，学生又不懂。

总不能让侯院士给他当苦力吧？

于是，常浩南索性偷了个懒，把前些天讨论和计算过程中写下来的黑板全都搬了过来。

“这是……”

突然置身于一片数学符号的汪洋之中，恐怕牛顿或者高斯来了也得懵上个几秒钟。

不过，王晓模毕竟早有心理准备，倒是很快就恢复了过来。

“上次在南郑那会，我就猜到你小子的脑袋里肯定藏着东西呢……”

他一边找了个视野良好的位置坐下，一边半开玩笑地对常浩南说道：

“来吧，看看我们常总又整出来点什么新花样！”

看着已经摆开架势准备记笔记的王晓模，常浩南脱掉外套，紧接着松开了衬衫最上面的扣子：

“这还是我上个月听了你介绍之后才想到的一个新思路。”

他说着径直来到第一面黑板旁边：

“在南郑那会你和我说过，相控阵雷达在进行宽角扫描时，雷达的渡越时间和孔径效应会导致信号的瞬时带宽受限，需要采用子阵延时或者单元移相结构来改善这种问题。但是传统微波波导或者电缆线的实时延时线损耗大、色散强、频带窄、体积和总量还超标。”

“正好我最近在做一个激光加工的项目，就是用光纤链路取代电缆传递信号，所以就想着能不能把光纤也用在雷达上面。”

王晓模一只手扶着下巴，另一只手拿着圆珠笔在笔记本的封面上有节奏地敲击。

这是他在思考时的习惯性动作。

“单纯用光纤做TTD，倒是不算特别新的思路。”

趁着常浩南说完一句话的功夫，王晓模缓缓开口道：

“我知道大概10年前，美国休斯公司就尝试过这个办法，只是中间的光电转换过程实在太多，最后据说是多出来了40分贝的信号损耗，最后就不了了之了。”

而常浩南早就猜到了对方会提到这个案例，当即点了点头：

“您说的那个项目我也查到过资料。”

“不过，他们虽然用了光纤做TTD，但切换各延时通路的过程仍然采用了多个激光器加一个n1：n2光纤耦合器再加多个光探测器的电开关形式，每个开关结构都要多出来4*8总共32组光电转换过程，噪音大是必然的。”

听常浩南直接切中要害，王晓模拿着笔的手停下了动作：

“所以……你能解决这个问题？”

“当然。”

前者露出一个笑容：

“所以我想，既然都已经考虑用光纤了，那不如一条道走到底，把整个后端都做进一套光波束形成网络，最后统一用光探测器解调恢复射频或微波信号发射电磁波，这样只需要一个电-光-电转换过程，就能实现光控相控阵雷达……”

说到这里，常浩南回头指向身后的黑板：

“比如刚才说的切换各延时通路，完全可以用纯光学的方法，比如光纤布拉格反射光栅、光纤色散棱镜，或者空间光路切换，总之办法有很多，完全可以规避掉那32组光电转换……”

“直接用光控阵列……倒是可以规避这个损耗问题”

王晓模不知道什么时候已经完全坐直了身子：

“但那可就涉及到一套新的理论体系了……不说别的，光控阵列和电控阵列的时延模型就有很大区别。”

“这正好是我比较擅长的部分。”

常浩南此时已经兴奋了起来，大踏步地来到第二块黑板旁边：

“我们先用一个比较简单的一维线列阵作为例子。”

“假设每个子阵包含的单元数为ns=N/M，那么每个单元可以表示为ail，其中i是子阵序号，l是子阵内部的天线单元序号，实际阵列中，每个子阵配置一个可提供2^b1个时移单位的的延时单元，子阵内各单元均有一个b2位的移相器，用于完成0-2π相位范围内的移相……”

“对于空间内任一方向θ，任意相邻单元间的空间时间差为τ=dsinθ/c，对于工作频率f，相应相位差为φ=kdsinθ……”

“……”

当讲到这里的时候，王晓模已经把笔记本翻开到空白页，奋笔疾书地记录了起来——

尽管他并非理论出身，但并不难看出，常浩南这是在构建一个光控时延相控线型阵列的数学模型。

而只要稍微推广一下，就可以成为一个平面阵列模型。

“相控阵列天线不仅可以看作一个空域滤波器，还是一个传递函数随着不同空间方向而不同的时域滤波器，设输入到均匀线型阵列第一个单元的信号为s(t)=e^(jωt)，则光控相控阵列在指向方向上的传递函数为H(ω)={Msin[ns/(2c)]dsinθ0(ω-ω0)}/[sin{(1/2c)]dsinθ0(ω-ω0)}……”

随着讲解的逐渐进行，常浩南开始时不时在黑板上添加一些新的内容。

有些是当时漏掉没写上的，也有些是刚刚计算过程中新想到的。

而整个数学模型的架构，也随之而变得逐渐清晰起来。

“唰唰唰……”

王晓模用最快的速度记下当前这面黑板上的最后一个字符，然后停下笔。

从这间会议室里的黑板总数来判断，常浩南的介绍大概只进行了一半左右。

不过，他现在就已经能够从中看出不少有价值的信息了。

“也就是说，只需要确定阵列的空间时延算子向量、阵内波束指向相移向量和阵内时延算子向量三个关键值，就可以完成光控阵列的信号模型仿真？”

这显然比他，或者除了常浩南以外任何的预估要简单很多。

换句话说，即便从工程角度分析，这个用光电信号控制相位差进行扫描的思路，也是完全有潜力实现的！

(本章完)