第八十五章 包马2

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“S，假如我们站在火车站台上，如果一列火车鸣笛接近站台，我们会觉得汽笛的声音逐渐尖锐，而火车逐渐站台时声音有慢慢低沉。火车的汽笛从尖锐到低沉的变化，实际上是声音进入人耳的声波频率的变化，这种变化的产生是因为火车与耳朵的接近或远离的运动。我们把这种行为叫做多普勒效应。”

包马西面十公里外的普费菲克湖，一架由波音314四发水上飞机改装的预警机静静的停在岸边，一个圆盘式的天线安装于飞机机背，乍看上去这和后世的预警机并无什么差别。以这架飞机为背景，波兰籍犹太人诺伯特·维纳担心李孔荣不懂新式雷达，因此一开始就解释其原理。他的多此一举让无线电研究所的孟昭英、任之恭等人偷笑——多普勒雷达正是应李孔荣计划书里提及的那些要求而开发的，现在维纳却向李孔荣科普多普勒雷达的原理。

维纳以及一干华洋数学家不知道中国人笑什么，李孔荣却毫不在意的点头，仿佛他真就是一个技术门外汉，需要维纳来帮他科普雷达原理。

“与此类似，无线电探测器每隔一定时间间隔（一般是几十毫秒）发射一定频率的电磁波对空搜索时，如果遇到活动目标，一般情况下这个目标会存在与雷达接近或者远离的运动，因此从活动目标反射回来的电磁波频率与发射泼的频率会发生变化，两者的差值成为多普勒频率，它与两倍的目标径向速度成正比，与雷达波长成反比。也就是说，如果目标是接近雷达的，则多普勒频率为正，反之则为负……”

花费了大概十五分钟，维诺教授解释了新式雷达的原理，之后他开始描述当下所存在的问题。“就如我刚才所说的，多普勒频率是目标移动中对电磁波的反射差值。差值是前后电磁波频率的对比，所以，为了对比，我们必须存储前一次的……”

“就我所知，全世界并没有电磁波存储器。”说到了关键处，李孔荣终于忍不住插言。

“……”维纳本以为李孔荣只是个海军军官什么也不懂，被他这么一问忽然有些发愣，他停了一秒钟才道：“是的，暂时没有电磁波存储器，但我们想到了一个办法，”维纳转头看了李郁荣一眼，后者微笑。“主要是采用延迟的办法——声波的传递速度只有三百四十三米每秒，而光的传播速度为三十万公里每秒，如果将脉冲反射电磁波转化成声波型号，延时就实现了。具体的做法是用一根镍丝为介质，一个回波就是一个雷达脉冲，根据脉冲幅度的强弱，电磁波信号转化为超声波音频信号，而后根据间隔决定镍丝的长度，在既定的时间和第二次回波做对比。”

“很了不起的发明。”李孔荣抚掌微笑。他懂得多普勒雷达原理（多次缴纳超速驾驶罚款所致），却不知在没有晶体管的时代是否能实现他的构想，没想到研究室的办法如此简单：只需一根镍丝。

“S，如果无线电探测器是放置在地面，那么我想我们已经接近了绝大部分问题，可无线电探测器是装在几千米的飞机上。飞机本身是运动的，回波和探测器存在相对速度，目标与杂波各自的两次回波相减之后都不再是零。这种情况我们必须进行补偿。

而飞机和机背上的无线电探测器天线是三百六十度旋转的，接收装置能收到不同距离、不同高度、多个目标的反射波，所以必须增加频道，也就是增加多普勒滤波器的数量。在地面也许是需一个滤波器，一根主延时线、两根预备延时线，在飞机上则必须使用滤波器组，很可能需要高达一千根的主副延时线，如果不这样处理，探测器能接收的频率会很狭小，操作员也没有办法判断目标的方向和速率。延时线并不是一个问题，但处理这些延时线上的回波信号是一个大问题。”

说道这里维纳深深吸了口气，他再道：“这已经不是我能解决的了，这个问题我想最好还是由约翰·冯·诺伊曼教授来解答比较好。”

不少洋教授洋数学家加入了计算机研究室，而无线电研究室和计算机研究室是一起负责机载无线电项目的。在李孔荣的任务书中，预警雷达不是单纯的脉冲反射雷达，而是能探测出目标速度和方向的多普勒雷达——这对预警机极为重要，预警机因为不断发出脉冲雷达波，它的位置在敌方的无线电测向仪中是完全暴露的，如果对方派出飞机攻击，以预警机一两百公里的探测距离，也就是十多分钟的事情。

如果不能预知敌机的方向和速度，预警机一旦探测到飞机都要选择关机，因为这很可能是敌机循着脉冲波前来攻击。或者，预警机空中巡逻时派出数架战斗机护航。在交战海域，预警机升空警戒的时间肯定超过十二个小时，十二个小时都要派出战斗机护航绝对会削减航母对敌打击力量，更会消耗舰队为数不多的航空燃油，所以李孔荣要求预警机雷达务必能判明敌机速度和方向。

要求是简单的，但在这个时代却是很难实现的。孟昭英、任之恭两位无法完成这一任务，只能找计算机研究室的帮忙，西南联大的机电系教授都或多或少的参与了进来，于是李郁荣找来了维纳，维纳又找来了诺伊曼，诺伊曼又找来一干教授和数学家……

“S，我想这是一个信号处理问题，要想解决这个问题，我想只能把研究室的计算机搬上那架飞机。”诺伊曼似乎有点秃顶，显然是太过聪明了。对于这个后来被人称为‘计算机之父’的犹太人，李孔荣印象深刻。“只是，我们要缩小他的体积和重量，要不然不上了飞机。”

诺伊曼长话短说，说话时眼睛一眨一眨，仿佛是在审视李孔荣是个什么样的人。

“研究室的那台计算机？”计算机研究室那台计算机虽然不是1945年的埃尼阿克，可在这个时代也算是庞然大物了。中国科学家不是没有电子，而是没有资金，海军有钱后，研究所的经费直线上升，加上李孔荣认为计算机有助于破译日军秘密，便拨款给华罗庚等人制造第一台电子计算机。诺伊曼博士能来瑞士，和这台计算机不无关系。

“是的，S。它现在的问题是太大太重，我们将优化计算公式，主要是使用傅立叶变换以减少运算，让它成为一台专门计算多普勒频率的计算机。”诺伊曼很认真的道。“这就需要一点时间，也需要一些资金。目前飞机师告诉我们飞机可以大概搭载十二吨左右的货物，如果需要，还可以减少一部分燃油。我认为新的计算机重量不会超过五吨，所以处理一千根延时线上的信号并不是不可能。”

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