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四合院:我邊做科研邊吃瓜 第800章 激光編碼
最簡(jiǎn)單的例子,如果要摧毀一座有很多個(gè)橋墩的大橋,最理想的攻擊方式,就是同時(shí)使用多枚彈藥打擊盡可能多的橋墩。
在這種情況下,空軍的這個(gè)要求的價(jià)值就體現(xiàn)出來了,畢竟激光制導(dǎo)炸彈是自由落體,每一枚炸彈從數(shù)百乃至數(shù)千米的空中落下來,都是要花時(shí)間的,而且在沒有地面照射的情況下,載機(jī)還必須保持照射制導(dǎo)。
這對(duì)于載機(jī)的生存,是一種很嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),如果多枚炸彈還必須一枚一枚的扔的話,那情況就會(huì)更加惡化,載機(jī)在敵防空火力下的生存概率會(huì)急劇下降。
高振東不得不感慨,空軍那幫子人的腦瓜子就是轉(zhuǎn)得快,甚至他們的眼光,比激光制導(dǎo)炸彈真正的發(fā)明者——花旗佬還要長(zhǎng)遠(yuǎn)一些,花旗佬在一開始的時(shí)候,可是沒有考慮這個(gè)問題的。
只是對(duì)于春雷廠來說,這種要求有點(diǎn)超出他們的能力范圍了,一開始他們想法還是挺簡(jiǎn)單的,這好辦,一枚炸彈一個(gè)照射設(shè)備,這不正好?各行其道,各炸各的就行。
實(shí)際上,當(dāng)真正投入試驗(yàn)之后,他們才發(fā)覺問題不是那么簡(jiǎn)單。
——激光打到目標(biāo)表面之后,是漫反射的。
漫反射就意味著多個(gè)接近的目標(biāo)之間,其反射的激光相互之間區(qū)域是極大重疊的,飛在空中的炸彈,會(huì)同時(shí)接收到多個(gè)目標(biāo)的激光回波信號(hào)。
俗話說一個(gè)和尚有水吃,三個(gè)和尚沒水吃,對(duì)于炸彈來說,同時(shí)收到多個(gè)信號(hào),它就不知道該怎么辦了,因?yàn)檫@些信號(hào)除了強(qiáng)弱有區(qū)別之外,其他都是一樣一樣的,根本就沒法區(qū)分,如果都對(duì)著最強(qiáng)的信號(hào)飛,那事情就亂套了。
總結(jié)下來就是,當(dāng)同時(shí)在較小范圍內(nèi)照射多個(gè)目標(biāo),指示多枚炸彈進(jìn)行打擊的時(shí)候,炸彈的行為是不可預(yù)測(cè)的。
最好的情況,是重復(fù)打擊,也就是多枚炸彈奔著信號(hào)最強(qiáng)的那個(gè)目標(biāo)飛去,這種情況下,好歹還能夠打中一個(gè)目標(biāo),雖然打擊威力嚴(yán)重溢出,總不至于什么都撈不著。
最壞的情況,是一個(gè)都打不著,炸彈一會(huì)兒往這邊飛,一會(huì)兒往那邊飛,最終什么都沒打中,或者激光之間相互干擾,炸彈根本就不知道往哪兒飛,整得跟個(gè)自由落體炸彈似的也不是不可能。
根據(jù)春雷廠的試驗(yàn),當(dāng)多枚炸彈打擊同一個(gè)區(qū)域內(nèi)多個(gè)目標(biāo)的時(shí)候,炸彈的命中率會(huì)急劇下降。
“高總工,現(xiàn)在我們遇到的,就是這個(gè)問題。您是激光器的發(fā)明人,對(duì)于激光的應(yīng)用方面,比我們要深入得多,我們這次請(qǐng)您來,就是想看看有沒有辦法解決這個(gè)問題?!睆埧偟脑捄苷\(chéng)懇。
“你們有沒有嘗試過解決?”
“嘗試過,我們想用不同的波長(zhǎng)來解決這個(gè)問題,但是發(fā)現(xiàn)這樣根本不可能,多波長(zhǎng)的激光器和導(dǎo)引頭,從成本、體積、重量上來說都是不可接受的。”
張總他們想的辦法,還是比較直接的波分復(fù)用,通過不同波長(zhǎng)來實(shí)現(xiàn)同一空間內(nèi)的多目標(biāo)導(dǎo)引。
但是這種方法理論上是可以用,但實(shí)際上從當(dāng)前的技術(shù)能力來說,屬于是理論上沒問題,工程上沒可能。
想要實(shí)現(xiàn)這種方式,當(dāng)前他們只有一個(gè)辦法,那就是在照射器上裝很多個(gè)不同波長(zhǎng)的激光器,然后在導(dǎo)引頭上想辦法實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)選擇,先不說技術(shù)上能不能實(shí)現(xiàn),這種方式的代價(jià),簡(jiǎn)直大到?jīng)]法接受。
高振東聽明白他的問題之后,想了一下,對(duì)于他來說,如果不是要直接拿出具體方案的話,那這個(gè)問題他都不用去搜索自己系統(tǒng)里的資料,因?yàn)閷?duì)于他來說,在理論層面上,答案基本上是現(xiàn)成的。
他之所以要想想,主要是考慮怎么才能給張總他們說清楚這個(gè)問題。
“張總,這個(gè)問題不難解決,特別是你們現(xiàn)在可以使用單片機(jī)之后。其實(shí)不用單片機(jī)也行,不過單片機(jī)相對(duì)來說,潛力更大一些?!?p/>
張總聽見高振東連三十秒都沒有,就告訴他有辦法,心里非常高興,還是高總工靠得住啊,這技術(shù),這功底,沒得說。
想到這里,他有些埋怨空裝局那邊,你們要是一開始就提出這個(gè)要求,沒準(zhǔn)兒一開始的方案里面,高總工就給解決了,都不用走彎路。
高振東在黑板上寫下了兩個(gè)字——“編碼”。
“想要解決你們這個(gè)問題,最簡(jiǎn)單的辦法,就是給激光信號(hào)編碼?!?p/>
“編碼?”
“對(duì),采用某種方式,讓不同照射器的激光帶有自身的特征,導(dǎo)引頭通過投放前預(yù)設(shè)的參數(shù),去分辨這些特征,做到不同的導(dǎo)引頭,只對(duì)自己的那束激光感興趣。就好像找媳婦一樣,每個(gè)人只能找自己媳婦?!?p/>
高振東這個(gè)接地氣的“找媳婦”說法,引得在場(chǎng)的同志們都笑了起來,高總工還挺幽默,但是他的這個(gè)思路,卻是讓他們一下子茅塞頓開,對(duì)啊,波長(zhǎng)分不開,那我們就把信號(hào)給分開。
實(shí)際上如果有通信院或者運(yùn)算所的同志在他們課題組里的話,基本上能很快找到這個(gè)思路,就算一時(shí)間找不到具體的辦法,但是思路上是沒問題的。
不過春雷廠的同志以前都是搞炸彈的,搞過SS.11的仿制,但是SS.11完全沒有這種需求,那玩意直接拖一根線,和月老的紅線拴得一樣死,根本就沒有信號(hào)“出軌”的可能性。
“高總,那具體要用什么辦法?”春雷廠的張總問道。
既然高總工剛才都說了,用單片機(jī)和不用單片機(jī)都能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),那就說明他心里必定是有一套,甚至很多套方案的。
不出他所料,高振東點(diǎn)了點(diǎn)頭:“嗯,辦法有很多種,對(duì)于你們現(xiàn)在來說,最簡(jiǎn)單的辦法就是脈寬調(diào)制?!?p/>
“脈寬調(diào)制?”又是一個(gè)新東西。
“對(duì),簡(jiǎn)單來說,就是用不同的脈沖寬度,來區(qū)分不同的照射源。我舉個(gè)例子吧?!备哒駯|拿起粉筆,在黑板上畫了幾個(gè)不同寬度的方波波形。
“比如,所有的激光信號(hào),使用同樣30的占空比,但是一號(hào)照射器,脈寬是1ms,二號(hào)是2ms……以此類推,這樣的話,在接收器這邊,都不用什么單片機(jī),在SZ61系列里面找個(gè)計(jì)時(shí)器之類的芯片就能解決問題,你們只要在炸彈投放之前,把屬于那枚炸彈的脈寬參數(shù)設(shè)置進(jìn)去就行。當(dāng)然,這個(gè)數(shù)字只是我隨口舉例,你們掌握我的意思就行?!?p/>
這是最簡(jiǎn)單的編碼方式之一,甚至它都不能算是編碼,只能說是把信號(hào)區(qū)分開來,能夠攜帶的信息極為有限,它只攜帶一個(gè)信息——這個(gè)信號(hào)是誰的,別的任何信息都沒有。
“真的呢,使用脈寬可以很容易的就把信號(hào)給區(qū)分開來?!?p/>
“這個(gè)辦法好,基本上對(duì)于現(xiàn)有的制導(dǎo)系統(tǒng),更改非常小,只需要在照射器里插入一個(gè)脈沖生成器,在導(dǎo)引頭那邊插入一個(gè)脈寬選擇器就行?!?p/>
不過有的同志對(duì)高振東舉的例子,有點(diǎn)沒太明白,主要是為什么他要選擇那個(gè)特殊的占空比。
“高總工,為什么一定要30占空比?其他的占空比不行么?比如最容易實(shí)現(xiàn)的50占空比?!闭伎毡?,簡(jiǎn)單來說,就是信號(hào)為“1”的時(shí)間,與總的信號(hào)周期時(shí)間之間的比值,50占空比,就意味著在一個(gè)周期內(nèi),信號(hào)為“1”的時(shí)間與為“0”的時(shí)間是相同的。
從技術(shù)上來說,50的占空比是最容易實(shí)現(xiàn)的,它只需要記錄一個(gè)時(shí)間,到時(shí)間就翻轉(zhuǎn)信號(hào)即可。
“因?yàn)?0占空比在脈寬為整數(shù)倍增加的時(shí)候,還是更容易引起信號(hào)的誤判。可以不是30,但不建議是50?!?p/>
這種小技巧,對(duì)于春雷廠的同志們來說,還是第一次聽見,畢竟他們以前對(duì)數(shù)字電路的理解是很有限的。
當(dāng)他們擊節(jié)贊嘆,感慨又學(xué)到新知識(shí)的時(shí)候,高振東提醒他們:“這種辦法簡(jiǎn)單直接,代價(jià)很小,但也不是沒有缺陷?!?p/>
“高總,缺陷是什么?”
“從可靠性、系統(tǒng)復(fù)雜度來說,不可能設(shè)置很多種不同的脈寬,對(duì)于系統(tǒng)來說,過大的脈寬意味著控制響應(yīng)速度的降低,脈寬大到一定程度將失去實(shí)際意義,而過小的脈寬會(huì)增加脈寬識(shí)別電路的技術(shù)難度,因此從實(shí)際上來說,這種方式的制導(dǎo)通道數(shù)量是相對(duì)有限的。不過從實(shí)際作戰(zhàn)出發(fā),脈寬編碼的制導(dǎo)通道數(shù)量是能夠滿足要求的?!?p/>
在同一區(qū)域需要同時(shí)往下砸激光制導(dǎo)炸彈的數(shù)量,實(shí)際上是不會(huì)特別多的,所以要說夠用,脈寬編碼也還夠用。
張總點(diǎn)頭記下,但是他還是對(duì)其他的編碼方式感興趣,也許現(xiàn)在用不上,但是沒準(zhǔn)兒什么時(shí)候有個(gè)新武器就能用上了呢:“高總工,還有其他什么編碼方式?”
高振東沒有直接回答,而是問他們:“既然我們可以通過脈寬識(shí)別信號(hào),那你們想想,還有什么方式可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行區(qū)分的?哪怕是不帶任何信息,只是把信號(hào)區(qū)分開來就可以?!?p/>
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