“多普勒效應?”


    聽到徐雲嘴裏冒出的這個詞。


    老郭整個人頓時一愣。


    作為曾經在國外留學多年的物理學家,老郭對於多普勒效應自然談不上陌生。


    這是克裏斯蒂安·多普勒在1842年發現一種物理現象,說白了就一句話:


    物體輻射的波長會因為波源和觀測者的相對運動而產生變化。


    例如當站在原地,一輛救護車迎麵駛來的時候,聽到的聲音比原來高。


    而車離去的時候聲音比原來低,這就是多普勒效應。


    這個現象的實質是當救護車駛向人時連續發射聲波,聲波的發射位置與人越來越接近。


    所以每個聲波到達的時間都比上個聲波更短,波峰之間的距離...也就是波長會因此縮短。


    所以人體感知到的聲波的頻率增大,音調升高。


    同樣地。


    當救護車離開時。


    發出的聲波的音源越來越遠,使得波長增大、頻率減小及音調降低。


    這是一個提出時間與得出結論都很早的物理現象,本身並不存在什麽奧秘或者運用價值。


    可以這樣說。


    截止到目前。


    這個效應幾乎沒有任何配套的運用技術落地。


    因此在徐雲說出這個詞後。


    老郭臉上的表情非但沒有釋然分毫,反倒愈發迷湖了起來:


    “韓立同誌,多普勒效應我倒是略有了解,但是它和增加數據采樣又有什麽關係呢?”


    “我們需要的是更多的樣本數據,與聲學多普勒似乎沒什麽交集吧?”


    徐雲聞言點了點頭,倒也不怎麽著急,而是耐心說道:


    “沒錯,現有物理的多普勒效應主要出現在宏觀領域,比如說救護車之類的情況。”


    “但您別忘了,多普勒效應的真正核心卻並非宏觀,而是.....相對運動。”


    老郭頓時一愣。


    徐雲則沒怎麽關注老郭的表情,又繼續說了下去:


    “在宏觀世界中,人和車的相對運動體現在車動人不動——這也是所有人潛意識裏的認知,因為這個例子太好懂了。”


    “但多普勒效應的實質是接受頻率的變化,也就是宏觀情況可以是車鳴笛但不動,人慢慢向車走去.....”


    這一次。


    老郭輕輕點了點頭。


    就像說起觸手怪大家會想到新手釣魚人這個作者一樣,在生活中,大家經常會用某個最經典的事例去代替某個概念來做釋義。


    但實際上。


    事例和概念並不能完全對等,就像除了新手釣魚人外,起點還有諸如老鷹之類的觸手怪等等。


    多普勒效應也是同理。


    救護車這個例子可以清晰的解釋多普勒效應,但它終究不是效應本身的實質原因。


    不知為何。


    在聽到徐雲這番話的時候,他的心中隱隱冒出了某個龐然大物的輪廓......


    接著徐雲努力從被子裏抽出手,食指在空中畫了個圈,示意道:


    “郭工,您應該知道,根據多普勒效應的原理解析,這個現象同樣在微觀領域成立。”


    “也就是這些向靜止救護車移動的人,其實可以換成各種不同的粒子,比如說降水粒子和降雨粒子。”


    “另外每種粒子的介電常數是不同的,比如說水是0.93,冰是0.18等等......”


    說罷。


    徐雲將左手握拳放在高處,右手在下方豎起一根手指,說道:


    “那麽郭工,假設...我是說假設啊。”


    “如果有這麽一種儀器,它在運作的時候呢,可以時不時就biu的一下,朝天上發射一些特殊波段的電磁波。”


    “而在它發射波段的同一時間,介電常數不同的粒子也都在雲層上進行著運動。”


    “這些運動是不規則的,可能有的上有的下,有的左移有的右飄,有的畫個s有的畫個b,但總之它們相對儀器會發生相對位移。”


    “那麽這樣一來,您說電磁波在和它們接觸以後,會發生什麽情況呢?”


    轟——


    徐雲的一番話如同天降驚雷,霎時在老郭的心中轟然炸響。


    這個問題對於物理專業的老郭而言,簡直是一個送分題,簡單到了不能再簡單。


    但也正因如此。


    老郭才愈發不敢做出論斷。


    “......”


    過了一會兒。


    老郭方才用顫抖著的左手扶了扶眼鏡,緩緩給出了一個答桉:


    “如果目標的粒子向儀器靠近,那麽......反射波的頻率會比發射波的頻率高。”


    “如果目標粒子在遠離儀器,反射波的頻率會比發射波的頻率低。”


    “同時由於介電常數的差異,不同粒子會發生不同程度的散射,反饋到儀器上的便是不同程度的......頻移。”


    “而通過這種頻移,便能反演出實時的大氣湍流情況.......”


    說道最後。


    老郭整個人忽然靠到了椅子上,深深的呼出了一口氣,整個人沉默不語。


    過了良久。


    老郭才再次抬頭,緩緩看向了徐雲,表情微妙的問道:


    “韓立同誌,這個儀器可有名字?”


    徐雲這次沒再賣關子了,直接答道:


    “有,叫做氣象多普勒雷達。”


    沒錯。


    氣象多普勒雷達。


    這便是徐雲在拿出阻尼器之初,便想好的一個大殺器!


    多普勒效應。


    這是一個距離眼下這個時代提出已經有近百年的經典物理現象。


    當初徐雲在1850副本收尾的時候,還曾經在劍橋大學中遇到過它的提出者克裏斯蒂安·多普勒。


    這個效應在後世的運用範圍也同樣很廣,涉及到了大量的軍事和民用領域。


    例如氣象多普勒雷達、彩超、多普勒成像儀等等。


    還有經常超速被開罰單的同學,檢測你們超速記錄的測速雷達靠的也是多普勒效應。


    但另一方麵。


    這些後世普及到不能再普及的多普勒技術,卻幾乎都要到上個世紀70年代後才會發展起來。


    也就是從1842-1970年這130年左右的時間裏,多普勒效應幾乎沒有什麽對標的物理技術落地。


    這裏之所以用‘幾乎’,主要原因在於聲呐探測算是與多普勒效應有關。


    但它並不是靠著多普勒效應而出現的,隻能算是勉強沾親帶故。


    而人類曆史上最早的多普勒效應儀器,便是......


    氣象多普勒雷達。


    氣象多普勒雷達的原理上頭已經介紹過一次,此處便不再贅述。


    它的概念提出於60年代初期,實際運用則要在接近70年代的某個時段,具體時間過於敏感便也不再詳述。


    總之在眼下這個時間段,氣象多普勒雷達連海對麵都還沒擁有實物,甚至設計過程才進行到了40%左右。


    至於國內的第一台氣象多普勒雷達就更晚了。


    國內要直到上個世紀80年代末,才會由國家氣象局和蓉城的784廠合作,成功研製第一部s波段714sd和第一部c波段714cd型多普勒天氣雷達樣機。


    沒錯,這還隻是樣機。


    至於第一台真正投入使用的氣象多普勒雷達,則還要一直晚到1992年。


    在氣象多普勒雷達雷達麵世之前。


    氣象領域的氣象雷達隻能通過回波作定性分析,否則也不會晚到1954年才出現人類史上的第一次數值天氣預報了。


    視線再回歸現實。


    此時此刻。


    老郭整個人背靠在醫院配備的木頭椅子上,喃喃的重複著著這個名字:


    “氣象多普勒雷達......”


    說話的同時,他的內心更是感慨萬千。


    作為一名專業的物理從業者。


    老郭如今雖然沒有見到徐雲所說的實物。


    但光憑徐雲描述的原理便可以確定,他所說的儀器大概率是可運作且可取得成效的。


    而且這種雷達可以采集到的數據,何止十萬倍那麽簡單?


    畢竟太氣層中的粒子可是太多太多了......


    隻要條件合適,百萬倍甚至千萬倍的數據都可以收集到手——那時候計算反倒會成為一個大問題了。


    更重要的是.....


    這是一種氣象雷達!


    要知道。


    在目前的科研領域中。


    無論是國內還是國外,即便是毛熊還有海對麵,它們有關氣象雷達的發展水平也就那樣。


    人類第一台氣象雷達出現在1943年,距離現在大概二十年不到。


    當時麻省理工學院設計出了一台風暴雷達,主要用於風暴的位置,原理極其原始,而且現在還在運行。


    又比如目前國內的氣象雷達。


    國內的第一台常規氣象雷達落地於三年前,由老郭的好友保錚通過軍用843測高雷達改製而成,全名為703型雷達。


    它的主要目的隻有一個:


    用於預測台風。


    可以這樣說。


    如今全球範圍內的氣象雷達基本上都是用於觀測大型氣象災害,比如說台風、颶風等等。


    除此以外。


    普通的降雨啦、降雪啦、沙塵暴啥的它們壓根預測不了,某種意義上來說就相當於一個大型的望遠鏡。


    可眼下徐雲所說的氣象多普勒雷達,卻仿佛在老郭的麵前開出了一條通天的新路.....


    很多很多年以後。


    老郭和徐雲見麵的這一天被賦予了許多特殊的色彩,二人的交流也被冠以了很多莫名的光環。


    比如穩重的有【改變人類曆史的一次對話】。


    整活的則是【同誌,這是你們加速器的密碼】等等。


    還有人戲稱這是【雞兔同籠】,所以將其稱為【籠中對】......


    .........


    過了片刻。


    老郭將內心的震撼徹底‘消化’完畢,隨後才再次將目光投向了徐雲:


    “韓立同誌,這個氣象...氣象多普勒雷達,組裝起來需要哪些流程和零件?”


    老郭沒問徐雲能不能給出組裝方案,畢竟此前徐雲曾經說過一件事:


    整個設備的投入大概要幾萬塊錢,時間快則三四天,慢則七八天。


    也就是說徐雲肯定清楚具體的步驟,甚至知道一些更加詳細的內幕。


    “零件啊......”


    果不其然。


    徐雲很快摸了摸下巴,慢慢說道:


    “從結構上來說,一台氣象多普勒雷達基本上可以分成八個環節。”


    “也就是天線、天線罩、信號處理器、伺服係統、發射機、接收機、波導管和顯示器......”


    “韓立同誌,你先等等。”


    不等徐雲說完,老郭便打斷了他。


    隻見老郭從公文包裏取出了紙和筆,將它們放在桌上,方才示意道:


    “請繼續吧,韓立同誌。”


    徐雲對此倒也不以為意,點了點頭便繼續說道:


    “其中最簡單的是天線罩和顯示器,天線罩就不說了,顯示器隻要能顯示出回波和垂直剖麵即可。”


    “至於發射機和接收機都可以用醫院的x光機臨時改良——前提是領導們能說服林宇醫生。”


    “天線的話正饋線用拋物麵天線就行,口徑1米左右,饋線也隻要水平線極化......”


    與發動機一樣。


    小型多普勒探測雷達,同樣是後世diy圈中很常見的一種設備。


    當年徐雲在成飛的時候,就鼓搗過很多次這玩意——雖然搞的是小型的小功率測風多普勒雷達,接受靈敏度隻有-60dbm,但原理上還是相通的。


    考慮到眼下這個時代兔子們的工業水準較低,加之此時的時間較為緊迫。


    因此徐雲也一如既往的用上了一個老思路:


    不搞正式版設備,隻搞性價比最高的乞丐...咳咳,青春版氣象多普勒雷達。


    畢竟老郭他們需要的也隻是五千萬組的數據罷了。


    後世一台普通的氣象多普勒雷達每次收集的數據非常誇張,往往可以達到上百億甚至上千億組。


    例如酒泉那座非常有個性的‘海豚式’雷達塔樓,單次采集的數據量甚至可以達到3000億組。


    沒辦法。


    大氣中的粒子實在是太多太多了。


    因此無論是需求還是實際情況,都不需要徐雲拿出正式版的氣象多普勒雷達。


    在徐雲的設計中。


    顯示器可以隻考慮回波和垂直剖麵,對於221廠的大牛來說隻需要把電視屏幕拿來改進一下就行了。


    發射機、接收機、波導管則都可以從醫院就地取材:


    醫院的x光機自帶x波頻,可以提供發射機和接收機需要的x波段雙偏振效果。


    波導管則來自他身邊的那台心電監護儀——這玩意兒的弦線電流計和波導管幾乎就是一個原理。


    至於伺服係統也不難。


    後世的伺服係統主要使用的是伺服放大器和脈寬調製器,比如smpr-v1啥的。


    不過這輩子是多普勒雷達的同學應該都知道。


    氣象雷達中伺服放大器的本質,其實就是驅動分機+俯仰開關。


    至於脈寬調製器就更簡單了,施加兩個方向的力起到動態潤滑就行。


    所以後者隻要請三分廠的大老設計出一個igbt模塊即可,前者則需要一個現成的rc吸收電路。


    對,rc吸收電路。


    看到這裏。


    想必有部分聰明的同學已經意識到了。


    沒錯!


    現在放在瞭望塔上的那台熱電偶濕度計,正好就能提供一個完好的rc吸收電路。


    “.......”


    幾分鍾後。


    看著寫滿了紙麵的文字,老郭忍不住眨了眨眼,對徐雲問道:


    “韓立同誌,我有個問題想確認一下。”


    “按你之前所說,一台氣象多普勒雷達的造價成本大概要兩三萬起步,沒錯吧?”


    “不過從這些零部件看起來,成本應該連五千塊都不用,這部分的差值去哪兒了呢?”


    作為一名長期從事航空工程研究的專家,老郭對於設備成本方麵的信息非常敏感。


    剛才他簡單心算過一遍,徐雲所說的所有零件加在一起,成本至多就四五千塊錢。


    遑論像rc吸收電路之類的部件,在用完後還可以裝回到原先設備上。


    所以實際成本甚至還要比他計算出來的數值小一點。


    四五千對兩三萬。


    這顯然不太符合徐雲此前所說的情況,而且也很難用不了解行情的理由解釋過去。


    看著一臉茫然的老郭。


    床上的徐雲不由笑了笑,伸手指了指老郭的筆記本,說道:


    “郭工,您恐怕沒注意到,我剛才提到的八個環節裏頭,還有一個沒說完呢。”


    “還有一個?”


    老郭頓時一愣。


    他之前光顧著記錄了,在項目方麵隻記了個大概,聞言不由重新掃了幾眼筆記:


    “天線....天線罩....發射機....波導管......”


    過了片刻。


    老郭慢慢抬起頭,確認道:


    “一共七個零件,確實少了一個......信號處理器。”


    說完老郭便意識到了什麽,追問道:


    “韓立同誌,莫非這個零部件的成本很高?”


    徐雲看了他一眼,眼中露出了一絲玩味:


    “郭工,我跟您說實話吧。”


    “這個零件它不是成本高不高的問題,而是......”


    “你們敢不敢用的問題。”


    ......


    注:


    明天老家祭祖,請假一天,三年沒祭祖了必須得去,而且大概率要撕逼(我家祖祠是那種古民居,地皮很值錢,大伯伯那房從十年前就開始想要把祖祠賣一部分大家分錢了,我們其他幾家不同意,我爸說今年估計要再吵一架)

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