当群山之中的“太行”项目组正在为那颗未来的“中国心”呕心沥血时。
在另一处同样隐秘、气氛却截然不同的研究所里,一场关乎共和国“眼睛”的攻坚战役,也正进入最关键的阶段。
这里没有发动机试车台那震耳欲聋的轰鸣,取而代之的是一种高频的、几乎超越人耳听觉极限的滋滋声,以及仪器设备运行时发出的低沉嗡鸣。
空气里弥漫着松香、焊锡和某种特殊陶瓷的混合气味。
穿着白色防静电服的研究人员们,穿行在摆放着示波器、频谱分析仪和各种奇特夹具的工作台之间。
他们的对话往往简短而充斥着外人难以理解的术语:“通道隔离怎么样?”
“插损还是大了点。”
“这个DDS的相位噪声必须再降一个数量级……”
这里,是代号“护盾”的相控阵雷达项目原型机研制现场。
相比“太行”项目的宏大与漫长,“护盾”项目启动得更早,依托的是系统更早期提供的一些关于雷达和电子技术的方向性指引。
它的目标明确而迫切:为祖国的天空,织就一张更加敏锐、更加坚韧的预警之网。
能够更早地发现来自远方的威胁,更准地锁定高速来袭的目标。
项目负责人是一位姓魏的研究员,年纪不算太大,但头发已经白了一小半,眼神里总是带着一种长期的、高度专注下的疲惫与锐利。
他手里拿着的一块比指甲盖大不了多少的、布满细微金属线路的陶瓷片。
就是“护盾”的眼睛,也是最难啃的骨头之一——T/R组件,即发射/接收组件。
相控阵雷达的神奇之处,就在于它没有传统雷达那硕大无比、需要机械转动的大锅盖天线。
它的“天线”是由成千上万个这样微小的T/R组件排列组成的平面阵列。
每一个组件,都能独立控制自己发射和接收的电磁波相位,通过电子扫描的方式,让无形的波束在瞬息间指向任意方向,如同一个拥有千万只可以独立转动眼珠的超级复眼,监视着整个天空。
道理听起来简单,但做起来,难如登天。
“老魏,这批GaAs(砷化镓)芯片的良率还是上不去,损耗太大了。”
一个年轻的技术员拿着刚出来的测试报告,眉头拧成了疙瘩。
魏工接过报告,看着上面不尽人意的数据,没说话,只是走到工作台前,再次拿起放大镜和探针,小心翼翼地测试着那片小小的芯片。
这已经是他们换的第三种材料方案了。
为了实现资料上要求的功率、频率和效率,他们必须在半导体材料、微波电路设计和微组装工艺上同时取得突破。
失败是家常便饭,常常是耗费数周心血做出的一批样品,测试下来性能不达标,只能全部推倒重来。
“问题可能出在欧姆接触的合金配比和退火温度上。
”魏工放下探针,声音有些沙哑,“记录数据,调整参数,再做一批。我们没时间沮丧。”
另一边,负责信号处理的团队也面临着巨大的挑战。
相控阵雷达每秒钟产生的数据流是海量的,如何快速、精准地处理这些数据,计算出目标的位置、速度、航向,并协调成千上万个T/R组件协同工作,需要一颗极其强大的“数字大脑”。
这对于当时国内尚处于萌芽状态的计算机和数字电路技术来说,是一个巨大的考验。
实验室里堆满了自制的、看起来有些笨重的电路板,上面插满了各种型号的集成电路和分立元件。
技术人员们伏在图纸和仪器前,不断地调整着逻辑设计,优化着算法,与有限的运算资源和存储空间搏斗着。
为了提升一点点的处理速度,他们往往需要绞尽脑汁,想出各种“土办法”和巧妙的架构。
“不行,这个FIR滤波器的阶数还是太高,资源占用太大,实时性达不到要求。”
“试试我上次提出的那个两级抽取结构?虽然精度损失一点,但速度能上来。”
“好,马上仿真验证!”
争论、试验、失败、再争论、再试验……这就是“护盾”项目组的日常。
没有惊天动地的口号,只有夜以继日的埋头苦干,与一个个细微的技术难点死磕。
终于,在经历了不知多少个不眠之夜后,几个最关键的瓶颈被相继突破。
基于新型半导体材料的T/R组件核心芯片,终于达到了设计指标的底线,虽然良率依旧感人,但至少证明这条路是走得通的!
一套精简而高效的高速信号处理架构和核心算法也被敲定下来,能够在现有的硬件条件下,勉强满足原型机的演示需求。
积累了一定的部件和技术储备后,魏工决定,搭建第一台原理样机!
没有宽敞明亮的总装车间,就在实验室一角清出一块空地。
没有自动化生产线,所有的部件,从那块承载着成百上千个T/R组件的平板天线阵列。
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