走进不科学_分节阅读_第1041节
“我们的西瓜数量有限,运输不易,每人上工半天才能吃三小块果肉。”
“如今你吃了……一……三……五……哦,六块西瓜,那么是不是也该出点力了?”
徐云一怔:
“?!”
我#,大佬你要不要这么套路啊?
随后徐云又瞥了眼一旁‘我啥都不知道’的老郭,认命似的叹了口气:
“行吧,孙工,有啥我能帮上忙的您直说就行了。”
孙俊人就等着他这句话呢,闻言立马变戏法似的取出了一叠算纸摞在徐云面前:
“喏,这些都是。”
徐云嘴角又抽了两下:
“……”
不过仔细想想,倒也正常。
毕竟这年头与后世不同。
如今的雷达行业还处在一个很原始的阶段。
除了海对面那些参与多普勒雷达研制的军工大佬,大多数专家对于多普勒雷达原理基本上都一无所知。
即使徐云在电报中给出了很详细的解释,但有些步骤依旧很难理解。
“首先是回波信号处的多普勒处理。”
在徐云同意后。
孙俊人很快拿起笔和纸,在第一个问题上画了个圈:
“韩立同志,你在电报上把它定义为Range Doppler Map,也就是距离多普勒处理。”
“根据你的描述,这应该是一个在距离维和速度维上进行处理的步骤,对吧?”
徐云点了点头:
“没错。”
孙俊人见状便打了个响指:
“那么问题来了,韩立同志,在这个步骤中,我们直接对慢时间维度进行傅里叶变换不就可以了吗?”
“为什么先要求时间距离像,然后再对慢时间做傅里叶变换呢,难道原始矩阵里的相位信息里没有多普勒信息吗?”
徐云闻言,忍不住眉头一掀。
好家伙。
不愧是雷达方面的顶尖大佬,一上来就问了个如此核心的问题。
孙俊人的这个问题用后世的术语描述,可以缩略成另一句很简单的话:
为什么速度维FFT要基于距离维的FFT,而不直接采用时域波形矩阵直接做慢时间维FFT得到速度信息?
其中的FFT是指快速傅里叶变换,不过眼下这个时间点这个概念尚未提出——因为这是一种给予计算机的算法。
这句话可以说是多普勒雷达在原理上一个非常关键的难点,后世都有不少人栽在这个坑里呢。
随后徐云想了想,解释道:
“孙工,从数学角度上来说,先进行距离维傅里叶变换是出于速度解算的需求。”
“因为速度的估计是根据相邻脉冲之间的相位差计算的,我们雷达自身位置始终不变。”
“即在距离维维傅里叶变换后,目标对应距离的频谱峰值没有变化。”
“也就是变化的是该频点在多个脉冲之间的相位,而这个变化与时域信号中的相位的变化是一样的。”
说罢。
徐云用勉强能动的手在纸上写了个推导过程:
如果存在没有目标的峰值幅度远小于具有目标的峰值幅度:
abs=sqrt{(A^2+B^2)}ll abs'
则存在:A< 故而,存在:
Z=A+i B,heta=arctan(B/A)llarctan(B'/A')
同时ds2=-c2dt2+a2(t)dr2=0
可得c∫t1t0dta(t)=∫0r1dr
c∫t1+δt1t0+δt0dta(t)=∫0r1dr……
众所周知。
距离维做FFT的目的,只是把距离与频率的关系找出来,对该距离的相位没有发生任何改变。
因此速度维FFT基于距离维FFT,只是提取该距离位置的相位变化。
如果第二次的速度维FFT不基于距离维FFT的结果,当然也能得到目标的速度。
但是……
这个速度并不能够区分是单目标的速度还是多目标的速度。
也就是速度仅保持为一条直线,并不能够区分是否存在两个同速不同距离的目标——这句话非常重要,过几章……咳咳,后面会考。
当然了。
后世的计算机对于这个问题解答的要更清晰一些。
因为计算机可以用Python做出更直观的图出来,方便理解。
不过徐云的解释已经算是很透彻了,至少对于孙俊人这样的业内人士来说确实如此。
“原来是这样……”
孙俊人摸了摸下巴,迟疑片刻,猜测道:
“既然不能直接变换,那就是说明在雷达运作后,应该会出现一个频率为零、但能量很高的信号?”
徐云不说话了:
“?!”
此时此刻。
心中忽然冒出了一股掀桌的冲动。
我#,有挂!
现如今气象多普勒雷达还只是零部件呢,孙俊人这就意识到了多普勒雷达运作后第八年才会发现的重要情形?
作过雷达谱图的同学应该都知道。
在做完距离维的FFT之后接着做速度维的FFT的谱图,便会发现在零速通道的距离门号等于0的位置上会出现一个很高的能量峰值。
这个信号频率为零,所以也被叫做直流分量——所谓直流就是只有大小,没有方向。
有时候这个直流分量比较小。
有时候则会比较大。
大的时候能够到10^5量级。
小的时候是10^3量级。
从原理上说。
直流分量出现的原因有很多种。
比如说收发隔离度不够好,噪声条件下无法平衡等等。
因此这些原因其实都不是重点,真正的重点是……
在多普勒雷达出现之前,直流分量这个概念在谱频中是并不存在的——因为现在雷达领域还没用到倍角公式处理信号。
更重要的是……
如果注意到直流分量并且尝试进行隔直后,兔子们很可能会提前发现另一个新世界!
也就是……
滞环控制逆变器!
没错。
滞环控制逆变器出现的契机,便是多普勒雷达的直流分量。
直流分量这个概念在谱频中被发现要再过七年,然后海对面开始考虑隔直,再过两年发明出了滞环控制逆变器。
这玩意儿大家可能不太熟悉,但它的一个关键应用肯定所有人都耳熟能详:
它是步进式光刻机曝光池与微处理器的一个命门级应用。
当年飞利浦之所以能过了技术封锁,发明了步进式扫描光刻技术。
其中重要的突破之一,就是搞出了滞环控制逆变器。
而那已经是上个世纪九十年代末的事情了……
诚然。
从直流分量到滞环控制逆变器的跨度很大,滞环控制逆变器再到光刻机更是相距甚远。
某种意义上来说。
这就相当于从“21世纪是生物的世纪”这句话,发展到一本300万字的小说一样困难,整个过程存在着太多太多的巧合。
但问题是……
在这个副本里,存在有徐云这个日更三万的触手怪啊!
只要他稍作引导,这完全是一套可以顺利进化下去的流程。