走进不科学 - 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：alt;lt;a′，blt;lt;b′all a'，bll b'
    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。