第485章 立刻開始
不僅如此,這個課題要真的做好了,那麼鸞鳥這樣的低空飛行器能量儲備問題也能得到解決了。
到那時,所有的飛行器甚至都不需要再攜帶任何儲能設備,只要機身集成一個整流天線陣列,就能在飛行過程中實時接收來自太空的微波能量,那它的載重和能量儲存將不再是問題了。
以此類推,不僅是飛行器,我們的房屋、手機、無人機、機器人……所有一切需要能源的東西,都將得到全面的改進。
當能源的獲取從「固定地點、有線傳輸」變為「隨時隨地、無線獲取」的時候,整個交通、工業、城市基礎設施的底層邏輯都會被徹底改寫了,人類文明的發展速度也將呈指數倍增長。
肖宿抬起頭,環視了一圈在座的所有人,目光最後落在了唐森身上。
「唐院士,你們的問題沒有什麼需要擔心的,因為我已經解決了。
不過,你們的設想雖然有趣,但是還是太過保守了,我們不妨放開一些,讓這個課題變得更有意思一點。」
肖宿這話實在是有些太過於跳躍,所有人的人都沒反應過來,全都疑惑不解的看著他。
「關於能量接收轉換器,我們為什麼一定要讓能量聚集在一個固定的地方呢?
就像無線通信系統一樣,我們完全可以把接收端做成分布式的、可移動的,讓能量到達所有需要它的地方,這樣不是更有趣嗎?」
這話一出,在場所有人都錯愕不已,連二把手的臉上都露出了意外和難以置信。
他們大概明白了肖宿說的分布式能源接收意味著什麼,正是因為知道,才更覺得頭皮發麻,他們甚至連固定接收都沒做到,肖宿就已經想到要設置分布式移動端了,這對他們來說,還是太超前了。
肖宿卻根本不在意他們的震驚,而是問道:「有白板嗎?」
二把手朝林瑾點了點頭,林瑾立刻轉身從隔壁房間推來了一塊白板。
肖宿站起來走到白板前,拿起了記號筆。
「唐院士,你們的微波傳能系統核心瓶頸有兩個。
第一個是電離層對微波波前的非均勻相位調製導致地面能量分布出現熱斑,第二個是星地反饋鏈路的延遲和帶寬限制。
這兩個瓶頸看似是兩件事,實際上可以一起用我在無網線通信課題里用到的和樂群約束下的表面波自適應相位鎖定來解決。」
他在白板上畫了一條從太空到地面的垂直線,在垂直線中間畫了好幾道波浪線代表電離層的非均勻介質。
「電離層的電子密度分布是空間和時間的函數,它會對穿過它的微波施加一個隨機的相位偏移。
傳統的做法是先測量電子密度分布,再用模型反推相位偏移量做補償,這是開環思路,永遠慢一拍。
但是,如果換一個角度,不主動補償相位偏移,而是讓微波本身具備一種自適應的相位鎖定能力,也就是在微波束穿過電離層時,在波束內部嵌入一組導頻信號。
這樣,導頻信號和主能量束共用同一個傳播路徑,它們經歷的相位偏移就是完全一致的。
地面接收端接收到導頻信號後,提取出相位偏移信息,然後把這個信息通過一套低延遲反饋鏈路傳回發射端,發射端根據反饋實時調整每個陣元的相位。」
「這個方案我們考慮過,」唐森說,「但是反饋鏈路的延遲沒辦法解決。」
我有一組稀土摻雜超導材料,這種材料可以在表面激發一種特殊的電磁波模式,也就是表面等離激元極化子。
這種模式的傳播速度比傳統電磁波快,延遲極低。
用它來搭建星地之間的反饋通信鏈路,延遲可以壓到微秒以下。」
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唐森的瞳孔劇烈地收縮了一下。
稀土摻雜超導材料,表面等離激元極化子,低延遲反饋鏈路,這幾個詞在他腦子裡飛速地組合在了一起。
他不是沒想過用特殊材料來優化反饋鏈路,但是他的團隊在這個方向上一直沒有找到可行的材料方案。
而肖宿不僅找到了,還已經做出來了。
這何止快人一步啊,直接飛躍了。
肖宿沒有注意他的表情,繼續往下說道:
「另一方面,你們的地面接收站目前是一個單一的固定陣列。
我的想法是把這個固定接收站拆散,做成分布式的小型整流天線單元。
每個單元都獨立接收來自太空的微波能量,並且每個單元內部集成一個微型智能體,實時監測自身的能量接收狀態和環境電磁干擾,自動調整相位匹配參數。
這些微型智能體不依賴任何中心伺服器,用的是我開源的磐石免疫細胞協議,彼此之間可以直接通信、協同優化。
當一個單元發現某個方向的波前發生畸變,它會立刻通知周圍單元同時調整接收相位。
整個分布式接收網絡能在毫秒級完成全局相位重配了。
這樣一來,能量接收就不再需要一個集中式的巨型接收站,而是可以被集成到任何需要電力的設備上,飛行器、車輛、船舶、偏遠地區的應急供電設備,甚至每一個家庭。」
他說完之後把記號筆擱回白板槽里,轉過身面對所有人。
「總的來說,太空電站和移動能源接收端這兩件事,底層技術是相通的,核心無非是一套能在非均勻介質中實現電磁波自適應定向傳播的控制框架,加上一種能支持極低延遲反饋通信的稀土摻雜超導材料,再加一個能管理分布式接收端的智能體協議。
這三樣東西,第一樣我剛剛已經把數學框架給出來了,第二樣逆材料實驗室已經跑通了第一輪合成驗證,第三樣磐石系統已經在全球範圍內部署了。
困難當然有,但整體上講,不是很難,很快就能實現,不過具體需要多久,還要看各部門的配合效率。」
說完,他雙眼直直的看著二把手。
「這個課題的意義已經很明顯了,前期準備也很充分,我覺得我們可以立刻開始這個項目。」
到那時,所有的飛行器甚至都不需要再攜帶任何儲能設備,只要機身集成一個整流天線陣列,就能在飛行過程中實時接收來自太空的微波能量,那它的載重和能量儲存將不再是問題了。
以此類推,不僅是飛行器,我們的房屋、手機、無人機、機器人……所有一切需要能源的東西,都將得到全面的改進。
當能源的獲取從「固定地點、有線傳輸」變為「隨時隨地、無線獲取」的時候,整個交通、工業、城市基礎設施的底層邏輯都會被徹底改寫了,人類文明的發展速度也將呈指數倍增長。
肖宿抬起頭,環視了一圈在座的所有人,目光最後落在了唐森身上。
「唐院士,你們的問題沒有什麼需要擔心的,因為我已經解決了。
不過,你們的設想雖然有趣,但是還是太過保守了,我們不妨放開一些,讓這個課題變得更有意思一點。」
肖宿這話實在是有些太過於跳躍,所有人的人都沒反應過來,全都疑惑不解的看著他。
「關於能量接收轉換器,我們為什麼一定要讓能量聚集在一個固定的地方呢?
就像無線通信系統一樣,我們完全可以把接收端做成分布式的、可移動的,讓能量到達所有需要它的地方,這樣不是更有趣嗎?」
這話一出,在場所有人都錯愕不已,連二把手的臉上都露出了意外和難以置信。
他們大概明白了肖宿說的分布式能源接收意味著什麼,正是因為知道,才更覺得頭皮發麻,他們甚至連固定接收都沒做到,肖宿就已經想到要設置分布式移動端了,這對他們來說,還是太超前了。
肖宿卻根本不在意他們的震驚,而是問道:「有白板嗎?」
二把手朝林瑾點了點頭,林瑾立刻轉身從隔壁房間推來了一塊白板。
肖宿站起來走到白板前,拿起了記號筆。
「唐院士,你們的微波傳能系統核心瓶頸有兩個。
第一個是電離層對微波波前的非均勻相位調製導致地面能量分布出現熱斑,第二個是星地反饋鏈路的延遲和帶寬限制。
這兩個瓶頸看似是兩件事,實際上可以一起用我在無網線通信課題里用到的和樂群約束下的表面波自適應相位鎖定來解決。」
他在白板上畫了一條從太空到地面的垂直線,在垂直線中間畫了好幾道波浪線代表電離層的非均勻介質。
「電離層的電子密度分布是空間和時間的函數,它會對穿過它的微波施加一個隨機的相位偏移。
傳統的做法是先測量電子密度分布,再用模型反推相位偏移量做補償,這是開環思路,永遠慢一拍。
但是,如果換一個角度,不主動補償相位偏移,而是讓微波本身具備一種自適應的相位鎖定能力,也就是在微波束穿過電離層時,在波束內部嵌入一組導頻信號。
這樣,導頻信號和主能量束共用同一個傳播路徑,它們經歷的相位偏移就是完全一致的。
地面接收端接收到導頻信號後,提取出相位偏移信息,然後把這個信息通過一套低延遲反饋鏈路傳回發射端,發射端根據反饋實時調整每個陣元的相位。」
「這個方案我們考慮過,」唐森說,「但是反饋鏈路的延遲沒辦法解決。」
我有一組稀土摻雜超導材料,這種材料可以在表面激發一種特殊的電磁波模式,也就是表面等離激元極化子。
這種模式的傳播速度比傳統電磁波快,延遲極低。
用它來搭建星地之間的反饋通信鏈路,延遲可以壓到微秒以下。」
全網首發更新𝘛𝘞看書📕𝘴𝘩𝘶.𝘵𝘸
唐森的瞳孔劇烈地收縮了一下。
稀土摻雜超導材料,表面等離激元極化子,低延遲反饋鏈路,這幾個詞在他腦子裡飛速地組合在了一起。
他不是沒想過用特殊材料來優化反饋鏈路,但是他的團隊在這個方向上一直沒有找到可行的材料方案。
而肖宿不僅找到了,還已經做出來了。
這何止快人一步啊,直接飛躍了。
肖宿沒有注意他的表情,繼續往下說道:
「另一方面,你們的地面接收站目前是一個單一的固定陣列。
我的想法是把這個固定接收站拆散,做成分布式的小型整流天線單元。
每個單元都獨立接收來自太空的微波能量,並且每個單元內部集成一個微型智能體,實時監測自身的能量接收狀態和環境電磁干擾,自動調整相位匹配參數。
這些微型智能體不依賴任何中心伺服器,用的是我開源的磐石免疫細胞協議,彼此之間可以直接通信、協同優化。
當一個單元發現某個方向的波前發生畸變,它會立刻通知周圍單元同時調整接收相位。
整個分布式接收網絡能在毫秒級完成全局相位重配了。
這樣一來,能量接收就不再需要一個集中式的巨型接收站,而是可以被集成到任何需要電力的設備上,飛行器、車輛、船舶、偏遠地區的應急供電設備,甚至每一個家庭。」
他說完之後把記號筆擱回白板槽里,轉過身面對所有人。
「總的來說,太空電站和移動能源接收端這兩件事,底層技術是相通的,核心無非是一套能在非均勻介質中實現電磁波自適應定向傳播的控制框架,加上一種能支持極低延遲反饋通信的稀土摻雜超導材料,再加一個能管理分布式接收端的智能體協議。
這三樣東西,第一樣我剛剛已經把數學框架給出來了,第二樣逆材料實驗室已經跑通了第一輪合成驗證,第三樣磐石系統已經在全球範圍內部署了。
困難當然有,但整體上講,不是很難,很快就能實現,不過具體需要多久,還要看各部門的配合效率。」
說完,他雙眼直直的看著二把手。
「這個課題的意義已經很明顯了,前期準備也很充分,我覺得我們可以立刻開始這個項目。」