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第889章 给院士上一课(2 / 2)

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“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=NM,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=dsθc,对于工作频率f,相应相位差为φ=kdsθ……”

“……”

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^(jt),则光控相控阵列在指向方向上的传递函数为H={Ms[ns(2c)]dsθ0(-0)}[s{(12c)]dsθ0(-0)}……”

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!

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