“多普勒效應(yīng)？”

聽到徐雲(yún)嘴裡冒出的這個詞。

老郭整個人頓時一愣。

作爲(wèi)曾經(jīng)在國外留學(xué)多年的物理學(xué)家，老郭對於多普勒效應(yīng)自然談不上陌生。

這是克里斯蒂安·多普勒在1842年發(fā)現(xiàn)一種物理現(xiàn)象，說白了就一句話：

物體輻射的波長會因爲(wèi)波源和觀測者的相對運動而產(chǎn)生變化。

例如當(dāng)站在原地，一輛救護車迎面駛來的時候，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(yīng)。

這個現(xiàn)象的實質(zhì)是當(dāng)救護車駛向人時連續(xù)發(fā)射聲波，聲波的發(fā)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(diào)升高。

同樣地。

當(dāng)救護車離開時。

發(fā)出的聲波的音源越來越遠，使得波長增大、頻率減小及音調(diào)降低。

這是一個提出時間與得出結(jié)論都很早的物理現(xiàn)象，本身並不存在什麼奧秘或者運用價值。

可以這樣說。

截止到目前。

這個效應(yīng)幾乎沒有任何配套的運用技術(shù)落地。

因此在徐雲(yún)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(fā)迷糊了起來：

“韓立同志，多普勒效應(yīng)我倒是略有了解，但是它和增加數(shù)據(jù)採樣又有什麼關(guān)係呢？”

“我們需要的是更多的樣本數(shù)據(jù)，與聲學(xué)多普勒似乎沒什麼交集吧？”

徐雲(yún)聞言點了點頭，倒也不怎麼著急，而是耐心說道：

“沒錯，現(xiàn)有物理的多普勒效應(yīng)主要出現(xiàn)在宏觀領(lǐng)域，比如說救護車之類的情況。”

“但您別忘了，多普勒效應(yīng)的真正核心卻並非宏觀，而是相對運動。”

老郭頓時一愣。

徐雲(yún)則沒怎麼關(guān)注老郭的表情，又繼續(xù)說了下去：

“在宏觀世界中，人和車的相對運動體現(xiàn)在車動人不動——這也是所有人潛意識裡的認知，因爲(wèi)這個例子太好懂了。”

“但多普勒效應(yīng)的實質(zhì)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(jīng)常會用某個最經(jīng)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(yīng)也是同理。

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

不知爲(wèi)何。

在聽到徐雲(yún)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(yún)努力從被子裡抽出手，食指在空中畫了個圈，示意道：

“郭工，您應(yīng)該知道，根據(jù)多普勒效應(yīng)的原理解析，這個現(xiàn)象同樣在微觀領(lǐng)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(shù)是不同的，比如說水是0.93，冰是0.18等等”

說罷。

徐雲(yún)將左手握拳放在高處，右手在下方豎起一根手指，說道：

“那麼郭工，假設(shè)我是說假設(shè)啊。”

“如果有這麼一種儀器，它在運作的時候呢，可以時不時就biu的一下，朝天上發(fā)射一些特殊波段的電磁波。”

“而在它發(fā)射波段的同一時間，介電常數(shù)不同的粒子也都在雲(yún)層上進行著運動。”

“這些運動是不規(guī)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(fā)生相對位移。”

“那麼這樣一來，您說電磁波在和它們接觸以後，會發(fā)生什麼情況呢？”

轟——

徐雲(yún)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(yè)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(fā)不敢做出論斷。

“.”

過了一會兒。

老郭方纔用顫抖著的左手扶了扶眼鏡，緩緩給出了一個答案：

“如果目標(biāo)的粒子向儀器靠近，那麼反射波的頻率會比發(fā)射波的頻率高。”

“如果目標(biāo)粒子在遠離儀器，反射波的頻率會比發(fā)射波的頻率低。”

“同時由於介電常數(shù)的差異，不同粒子會發(fā)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。

老郭纔再次擡頭，緩緩看向了徐雲(yún)，表情微妙的問道：

“韓立同志，這個儀器可有名字？”

徐雲(yún)這次沒再賣關(guān)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(yún)在拿出阻尼器之初，便想好的一個大殺器！

多普勒效應(yīng)。

這是一個距離眼下這個時代提出已經(jīng)有近百年的經(jīng)典物理現(xiàn)象。

當(dāng)初徐雲(yún)在1850副本收尾的時候，還曾經(jīng)在劍橋大學(xué)中遇到過它的提出者克里斯蒂安·多普勒。

這個效應(yīng)在後世的運用範(fàn)圍也同樣很廣，涉及到了大量的軍事和民用領(lǐng)域。

例如氣象多普勒雷達、彩超、多普勒成像儀等等。

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

但另一方面。

這些後世普及到不能再普及的多普勒技術(shù)，卻幾乎都要到上個世紀(jì)70年代後纔會發(fā)展起來。

也就是從1842-1970年這130年左右的時間裡，多普勒效應(yīng)幾乎沒有什麼對標(biāo)的物理技術(shù)落地。

這裡之所以用‘幾乎’，主要原因在於聲吶探測算是與多普勒效應(yīng)有關(guān)。

但它並不是靠著多普勒效應(yīng)而出現(xiàn)的，只能算是勉強沾親帶故。

而人類歷史上最早的多普勒效應(yīng)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(jīng)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面都還沒擁有實物，甚至設(shè)計過程才進行到了40%左右。

至於國內(nèi)的第一臺氣象多普勒雷達就更晚了。

國內(nèi)要直到上個世紀(jì)80年代末，纔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，這還只是樣機。

至於第一臺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面世之前。

氣象領(lǐng)域的氣象雷達只能通過回波作定性分析，否則也不會晚到1954年纔出現(xiàn)人類史上的第一次數(shù)值天氣預(yù)報了。

視線再回歸現(xiàn)實。

此時此刻。

老郭整個人背靠在醫(yī)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(nèi)心更是感慨萬千。

作爲(wèi)一名專業(yè)的物理從業(yè)者。

老郭如今雖然沒有見到徐雲(yún)所說的實物。

但光憑徐雲(yún)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。

而且這種雷達可以採集到的數(shù)據(jù)，何止十萬倍那麼簡單？

畢竟太氣層中的粒子可是太多太多了

只要條件合適，百萬倍甚至千萬倍的數(shù)據(jù)都可以收集到手——那時候計算反倒會成爲(wèi)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(lǐng)域中。

無論是國內(nèi)還是國外，即便是毛熊還有海對面，它們有關(guān)氣象雷達的發(fā)展水平也就那樣。

人類第一臺氣象雷達出現(xiàn)在1943年，距離現(xiàn)在大概二十年不到。

當(dāng)時麻省理工學(xué)院設(shè)計出了一臺風(fēng)暴雷達，主要用於風(fēng)暴的位置，原理極其原始，而且現(xiàn)在還在運行。

又比如目前國內(nèi)的氣象雷達。

國內(nèi)的第一臺常規(guī)氣象雷達落地於三年前，由老郭的好友保錚通過軍用843測高雷達改制而成，全名爲(wèi)703型雷達。

它的主要目的只有一個：

用於預(yù)測颱風(fēng)。

可以這樣說。

如今全球範(fàn)圍內(nèi)的氣象雷達基本上都是用於觀測大型氣象災(zāi)害，比如說颱風(fēng)、颶風(fēng)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(yù)測不了，某種意義上來說就相當(dāng)於一個大型的望遠鏡。

可眼下徐雲(yún)所說的氣象多普勒雷達，卻彷彿在老郭的面前開出了一條通天的新路.

很多很多年以後。

老郭和徐雲(yún)見面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(huán)。

比如穩(wěn)重的有【改變?nèi)祟悮v史的一次對話】。

整活的則是【同志，這是你們加速器的密碼】等等。

還有人戲稱這是【雞兔同籠】，所以將其稱爲(wèi)【籠中對】.

過了片刻。

老郭將內(nèi)心的震撼徹底‘消化’完畢，隨後纔再次將目光投向了徐雲(yún)：

“韓立同志，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(yún)能不能給出組裝方案，畢竟此前徐雲(yún)曾經(jīng)說過一件事：

整個設(shè)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(yún)肯定清楚具體的步驟，甚至知道一些更加詳細的內(nèi)幕。

“零件啊”

果不其然。

徐雲(yún)很快摸了摸下巴，慢慢說道：

“從結(jié)構(gòu)上來說，一臺氣象多普勒雷達基本上可以分成八個環(huán)節(jié)。”

“也就是天線、天線罩、信號處理器、伺服系統(tǒng)、發(fā)射機、接收機、波導(dǎo)管和顯示器”

“韓立同志，你先等等。”

不等徐雲(yún)說完，老郭便打斷了他。

只見老郭從公文包裡取出了紙和筆，將它們放在桌上，方纔示意道：

“請繼續(xù)吧，韓立同志。”

徐雲(yún)對此倒也不以爲(wèi)意，點了點頭便繼續(xù)說道：

“其中最簡單的是天線罩和顯示器，天線罩就不說了，顯示器只要能顯示出回波和垂直剖面即可。”

“至於發(fā)射機和接收機都可以用醫(yī)院的X光機臨時改良——前提是領(lǐng)導(dǎo)們能說服林宇醫(yī)生。”

“天線的話正饋線用拋物面天線就行，口徑1米左右，饋線也只要水平線極化”

與發(fā)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(shè)備。

當(dāng)年徐雲(yún)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(fēng)多普勒雷達，接受靈敏度只有-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(yè)水準(zhǔn)較低，加之此時的時間較爲(wèi)緊迫。

因此徐雲(yún)也一如既往的用上了一個老思路：

不搞正式版設(shè)備，只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只是五千萬組的數(shù)據(jù)罷了。

後世一臺普通的氣象多普勒雷達每次收集的數(shù)據(jù)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，單次採集的數(shù)據(jù)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(yún)拿出正式版的氣象多普勒雷達。

在徐雲(yún)的設(shè)計中。

顯示器可以只考慮回波和垂直剖面，對於221廠的大牛來說只需要把電視屏幕拿來改進一下就行了。

發(fā)射機、接收機、波導(dǎo)管則都可以從醫(yī)院就地取材：

醫(yī)院的X光機自帶X波頻，可以提供發(fā)射機和接收機需要的X波段雙偏振效果。

波導(dǎo)管則來自他身邊的那臺心電監(jiān)護儀——這玩意兒的絃線電流計和波導(dǎo)管幾乎就是一個原理。

至於伺服系統(tǒng)也不難。

後世的伺服系統(tǒng)主要使用的是伺服放大器和脈寬調(diào)製器，比如SMPR-v1啥的。

不過這輩子是多普勒雷達的同學(xué)應(yīng)該都知道。

氣象雷達中伺服放大器的本質(zhì)，其實就是驅(qū)動分機+俯仰開關(guān)。

至於脈寬調(diào)製器就更簡單了，施加兩個方向的力起到動態(tài)潤滑就行。

所以後者只要請三分廠的大佬設(shè)計出一個IGBT模塊即可，前者則需要一個現(xiàn)成的RC吸收電路。

對，RC吸收電路。

看到這裡。

想必有部分聰明的同學(xué)已經(jīng)意識到了。

沒錯！

現(xiàn)在放在瞭望塔上的那臺熱電偶溼度計，正好就能提供一個完好的RC吸收電路。

“.”

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幾分鐘後。

看著寫滿了紙面的文字，老郭忍不住眨了眨眼，對徐雲(yún)問道：

“韓立同志，我有個問題想確認一下。”

“按你之前所說，一臺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(yīng)該連五千塊都不用，這部分的差值去哪兒了呢？”

作爲(wèi)一名長期從事航空工程研究的專家，老郭對於設(shè)備成本方面的信息非常敏感。

剛纔他簡單心算過一遍，徐雲(yún)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(shè)備上。

所以實際成本甚至還要比他計算出來的數(shù)值小一點。

四五千對兩三萬。

這顯然不太符合徐雲(yún)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。

牀上的徐雲(yún)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，我剛纔提到的八個環(huán)節(jié)裡頭，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，在項目方面只記了個大概，聞言不由重新掃了幾眼筆記：

“天線.天線罩.發(fā)射機.波導(dǎo)管.”

過了片刻。

老郭慢慢擡起頭，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麼，追問道：

“韓立同志，莫非這個零部件的成本很高？”

徐雲(yún)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）