“sir,假如我們站在火車站台上,如果一列火車鳴笛接近站台,我們會覺得汽笛的聲音逐漸尖銳,而火車逐漸站台時聲音有慢慢低沉。 Ww W COM火車的汽笛從尖銳到低沉的變化,實際上是聲音進入人耳的聲波頻率的變化,這種變化的產生是因為火車與耳朵的接近或遠離的運動。我們把這種行為叫做多普勒效應。”
包馬西麵十公裏外的普費菲克湖,一架由波音14四水上飛機改裝的預警機靜靜的停在岸邊,一個圓盤式的線安裝於飛機機背,乍看上去這和後世的預警機並無什麼差別。以這架飛機為背景,波蘭籍猶太人諾伯特·維納擔心李孔榮不懂新式雷達,因此一開始就解釋其原理。他的多此一舉讓無線電研究所的孟昭英、任之恭等人偷笑——多普勒雷達正是應李孔榮計劃書裏提及的那些要求而開的,現在維納卻向李孔榮科普多普勒雷達的原理。
維納以及一幹華洋數學家不知道中國人笑什麼,李孔榮卻毫不在意的點頭,仿佛他真就是一個技術門外漢,需要維納來幫他科普雷達原理。
“與此類似,無線電探測器每隔一定時間間隔(一般是幾十毫秒)射一定頻率的電磁波對空搜索時,如果遇到活動目標,一般情況下這個目標會存在與雷達接近或者遠離的運動,因此從活動目標反射回來的電磁波頻率與射潑的頻率會生變化,兩者的差值成為多普勒頻率,它與兩倍的目標徑向度成正比,與雷達波長成反比。也就是,如果目標是接近雷達的,則多普勒頻率為正,反之則為負……”
花費了大概十五分鍾,維諾教授解釋了新式雷達的原理,之後他開始描述當下所存在的問題。“就如我剛才所的,多普勒頻率是目標移動中對電磁波的反射差值。差值是前後電磁波頻率的對比,所以,為了對比,我們必須存儲前一次的……”
“就我所知,全世界並沒有電磁波存儲器。”到了關鍵處,李孔榮終於忍不住插言。
“……”維納本以為李孔榮隻是個海軍軍官什麼也不懂,被他這麼一問忽然有些愣,他停了一秒鍾才道:“是的,暫時沒有電磁波存儲器,但我們想到了一個辦法,”維納轉頭看了李鬱榮一眼,後者微笑。“主要是采用延遲的辦法——聲波的傳遞度隻有三百四十三米每秒,而光的傳播度為三十萬公裏每秒,如果將脈衝反射電磁波轉化成聲波型號,延時就實現了。具體的做法是用一根鎳絲為介質,一個回波就是一個雷達脈衝,根據脈衝幅度的強弱,電磁波信號轉化為聲波音頻信號,而後根據間隔決定鎳絲的長度,在既定的時間和第二次回波做對比。”
“很了不起的明。”李孔榮撫掌微笑。他懂得多普勒雷達原理(多次繳納駕駛罰款所致),卻不知在沒有晶體管的時代是否能實現他的構想,沒想到研究室的辦法如此簡單:隻需一根鎳絲。
“sir,如果無線電探測器是放置在地麵,那麼我想我們已經接近了絕大部分問題,可無線電探測器是裝在幾千米的飛機上。飛機本身是運動的,回波和探測器存在相對度,目標與雜波各自的兩次回波相減之後都不再是零。這種情況我們必須進行補償。
而飛機和機背上的無線電探測器線是三百六十度旋轉的,接收裝置能收到不同距離、不同高度、多個目標的反射波,所以必須增加頻道,也就是增加多普勒濾波器的數量。在地麵也許是需一個濾波器,一根主延時線、兩根預備延時線,在飛機上則必須使用濾波器組,很可能需要高達一千根的主副延時線,如果不這樣處理,探測器能接收的頻率會很狹,操作員也沒有辦法判斷目標的方向和率。延時線並不是一個問題,但處理這些延時線上的回波信號是一個大問題。”
道這裏維納深深吸了口氣,他再道:“這已經不是我能解決的了,這個問題我想最好還是由約翰·馮·諾伊曼教授來解答比較好。”