時間線年7月初
瓦窯堡電子研發部門的廠房裡,氣氛比晶片成功那天還要熱烈。牆上掛著一張新畫的作戰圖——不對,是研發路線圖。圖上兩條紅線格外醒目,一條標著“雷達”,一條標著“通訊”。兩條線的起點都是同一枚小小的晶片。
向秦茂站在圖前,手裡拿著一根細木棍,敲了敲“雷達”那條線:“雷達組,我親自帶。目標是兩個——便攜野戰雷達,給地面部隊用,能發現幾十公里外的敵機;機載雷達,給咱們的飛機用,能發現空中目標和地面目標。這兩個,都是硬骨頭,都得啃。”
他又敲了敲“通訊”那條線:“通訊組,苗源帶。目標是把咱們現有的電臺、步話機,全部用晶片重新設計一遍。體積要小一半,重量要輕一半,通訊距離要增加,抗干擾能力要提高。做出來之後,先給李雲龍他們試用,讓他們提意見。”
苗源站在一旁,手裡拿著一臺老式步話機——足足有十幾斤重,揹帶都磨得發白了。他掂了掂,搖搖頭:“這玩意兒,揹著跑十里地,人都累趴了。用上晶片,得讓它縮到五斤以內,最好能單手拎著跑。”
臺下坐著二十多個骨幹,有的是從瓦窯堡各廠抽調來的無線電高手,有的是剛從前線調回來的通訊兵,還有幾個是林烽從東北派來的技術員。每個人面前都攤著筆記本,眼睛盯著向秦茂和苗源。
“向工,雷達從哪兒下手?”一個戴眼鏡的年輕技術員舉手問。
向秦茂早就料到會有這個問題。他走到旁邊的桌子前,掀開一塊油布,露出下面一堆亂七八糟的零件——天線、電子管、線圈、電容,還有一臺被拆得七零八落的舊裝置。
“這是咱們從鬼子那兒繳獲的九八式地面警戒雷達殘骸。”向秦茂指著那堆零件說,“鬼子投降前破壞得很徹底,核心部件全炸了,但天線結構、接收機框架、電源系統還在。林部長讓人從東北送來的,讓咱們參考。”
他拿起一個巴掌大小的鐵盒子,裡面塞滿了電子管和線圈:“這是原來的接收機,又大又笨,還容易壞。咱們要用晶片,把它縮小到……”他比劃了一下,“這麼大。再把效能提上去。”
下面有人倒吸一口涼氣。把這麼一大坨東西縮小到巴掌大,還要效能更好?這……可能嗎?
向秦茂看出大家的疑慮,笑了笑:“難,肯定難。但晶片造出來之前,咱們也覺得不可能。現在晶片有了,電子管換成晶片,體積自然就小了。關鍵是電路怎麼設計、訊號怎麼處理、天線怎麼匹配。這些,都得一點一點啃。”
他轉身在黑板上寫下幾個關鍵詞:小型化、訊號接收、訊號處理、天線適配。
“這四個方向,咱們分成四個小組,每組攻一個。我總負責。每週碰頭一次,交流進展,解決難題。”
眾人點頭,開始記筆記。
雷達組這邊剛佈置完,通訊組那邊也熱鬧起來。
苗源面前擺著三臺裝置——一臺老式步話機,一臺繳獲的鬼子九四式電臺,還有一臺瀋陽廠新產的八一式電臺。他指著那臺八一式說:“這是咱們現在最好的,但也不小,十幾斤重,電池只能頂四個小時。咱們的目標——用晶片重新設計收發電路,做到八斤以內,電池續航八小時以上,通訊距離翻倍,抗干擾能力提高三倍。”
一個剛從通訊連調回來的老兵舉手:“苗工,抗干擾怎麼提高?現在打仗,敵人經常放干擾,咱們的步話機一鍋粥,啥也聽不清。”
苗源點點頭:“問得好。晶片的好處是,可以把一些訊號處理的功能整合進去。比如濾波、放大、解調,以前要靠一堆分立元件,又大又容易出問題。用晶片,可以做得更精細、更穩定。干擾來了,晶片能自動濾掉一部分,剩下的話音還能聽清。”
老兵眼睛亮了:“那敢情好!以前被幹擾的時候,喊破嗓子都聽不見。要是能解決這個問題,打仗就順多了。”
苗源笑了笑:“所以你們得幫我。你們用過的裝置,哪兒好哪兒不好,最清楚。我們設計的時候,就按你們的需求來。”
通訊組的人也圍上來,七嘴八舌提意見。有的說電池太重,有的說天線太長,有的說操作太複雜。苗源一條一條記,準備回去消化。
接下來的日子,兩個組就像兩臺開足馬力的機器,晝夜不停地運轉。
雷達組那邊,第一個難題是訊號接收。鬼子的雷達用的是真空管接收機,靈敏度低,噪聲大,探測距離只有三四十公里。向秦茂帶著幾個人,把鬼子的電路圖翻出來,重新計算,重新設計,硬是用晶片搭出了一個全新的接收前端。
第一次測試,訊號有了,但噪聲大得像炒豆子。向秦茂帶著人排查了三天,發現是晶片的電源濾波沒做好。重新設計濾波電路,再測,噪聲降了一大半。
第二次測試,噪聲問題解決了,但靈敏度還是不夠。苗源從通訊組那邊過來幫忙,兩人琢磨了半天,發現是天線匹配的問題。天線和接收機不匹配,訊號損失嚴重。重新設計天線耦合電路,再測,靈敏度終於達標。
訊號處理那邊更頭疼。雷達的回波訊號,夾雜著各種干擾,要從中提取出真正的目標資訊,需要複雜的電路。以前鬼子用一堆電子管搭,又大又耗電。向秦茂帶著幾個人,硬是用晶片搭出了一個簡化的訊號處理電路。
第一次試驗,電路能工作,但處理速度太慢,目標資訊出來的時候,飛機已經飛過去半天了。向秦茂帶著人最佳化電路結構,減少級數,提高速度。改了三版,終於把處理時間壓縮到一秒鐘以內。
天線適配那邊,問題也不少。鬼子的天線是固定的,只能朝一個方向探測。林烽要求的是便攜野戰雷達,天線要能轉,能覆蓋全方位。負責這個方向的技術員姓孫,以前是搞機械的,沒碰過天線。他硬著頭皮啃資料,邊學邊幹,最後設計出一個手搖旋轉的天線支架,雖然土,但能用。
通訊組那邊,進展比雷達組快一些。
苗源帶著幾個人,先把八一式電臺的電路圖翻出來,一個一個模組分析。發射模組、接收模組、電源模組、音訊模組……每個模組都用晶片重新設計,能整合的儘量整合,能簡化的儘量簡化。
第一個重新設計的模組是接收模組。原來的接收模組,用了十幾個電子管,一大坨。苗源帶著人用晶片搭,最後只用了三片晶片,體積縮小了五分之四,功耗降低了三分之二。接上測試儀器一測,靈敏度比原來還高了一點。
第二個是發射模組。這個模組功率大,發熱多,晶片能扛住嗎?苗源有點擔心。他們先在小功率下測試,沒問題。慢慢加大功率,加到一半的時候,一片晶片冒煙了。苗源嚇了一跳,趕緊斷電。檢查發現,是散熱沒做好。重新設計散熱結構,加了一個小風扇,再測,最大功率下也能穩定工作。
第三個是電源模組。原來的電臺用的是鉛酸電池,十幾斤重,只能頂四個小時。苗源想換成鎳鎘電池,但鎳鎘電池產量少,價格高。他琢磨了半天,決定不改電池,改電路——用晶片最佳化電源管理,降低功耗,延長續航。重新設計後,同樣的電池,續航從四個小時延長到六個小時。
一個月後,第一臺用晶片改進的八一式電臺樣機出爐。苗源親自背起來試了試——八斤出頭,比原來輕了將近一半。接上電源,開機測試,通訊距離比原來遠了三分之一,抗干擾能力明顯提高。原來的電臺在干擾下說話斷斷續續,新電臺還能聽清七八成。
通訊連那個老兵聞訊趕來,親自試用。他揹著新電臺跑了二里地,又用各種干擾源測試,最後豎起大拇指:“苗工,好東西!這玩意兒輕多了,揹著不累。干擾下還能聽清,打仗的時候管大用!”
苗源笑了笑,拍拍電臺:“這只是開始。下一步,咱們要把步話機也改了,做到五斤以內,單兵就能背。”
雷達組那邊,也迎來了第一個好訊息。
向秦茂帶著人,把接收、處理、天線三個模組整合到一起,做成了第一臺試驗樣機。樣子有點醜——天線是手搖的,接收機是個鐵盒子,處理電路裝在另一個盒子裡,用一堆電線連著。但接通電源,轉動天線,示波器上真的出現了回波訊號。
測試那天,向秦茂讓人放飛了一個氣球,下面掛著一塊鐵板。雷達開機,天線慢慢轉動,示波器上,當天線對準氣球方向時,出現了一個小小的尖峰。
“有了!”負責觀察示波器的技術員喊道。
向秦茂衝過去,盯著那個尖峰看了半天,確認不是干擾,是真的回波訊號。他長出一口氣,轉身對眾人說:“第一個目標,測出來了。雖然只有幾百米遠,但原理通了。”
眾人歡呼起來。有人問:“向工,能測多遠?”
向秦茂搖搖頭:“不知道。得拉到野外去,用真飛機測。我已經聯絡了空軍那邊,下週借一架飛機配合測試。”
一週後,瓦窯堡郊外的測試場。一臺經過改進的雷達樣機架在土坡上,天線緩緩轉動。遠處的天空,一架繳獲的鬼子九七式偵察機正在盤旋,高度一千米,距離十公里。
“開機!”向秦茂下令。
雷達啟動,示波器上開始出現雜亂的波形。天線慢慢轉動,當對準飛機方向時,一個明顯的尖峰出現在示波器上。
“發現目標!方位一百二十度,距離約十公里!”負責觀察的技術員報告。
飛機繼續飛,雷達繼續跟蹤。當飛機飛到二十公里外時,訊號開始變弱,但還能隱約看見。二十五公里時,訊號消失。
“最大探測距離,約二十二公里。”技術員記錄下資料。
向秦茂看著那些資料,心裡既高興又遺憾。二十二公里,比鬼子的雷達近了十幾公里,但原理通了,路子對了。接下來要做的,就是最佳化設計,提高靈敏度,把探測距離提上去。
當天晚上,向秦茂給林烽發電報:
“林部長:雷達原理樣機研製成功,實測發現十公里外飛機,最大探測距離二十二公里。通訊樣機已出,重量減輕一半,效能提升。兩路研發,初戰告捷。秦茂。”
第二天,林烽回電:
“聞訊振奮!二十二公里是起點,不是終點。繼續最佳化,目標五十公里。通訊樣機速送東北測試,前線部隊等著用。林烽。”
向秦茂把電報給苗源看,兩人相視一笑。五十公里,還差得遠。但有了晶片,有了方向,有了這幫敢打敢拼的兄弟,他們相信,這個目標一定能實現。
窗外,瓦窯堡的夜空繁星點點。廠房裡,機器的轟鳴聲和焊槍的滋滋聲交織在一起,像一曲雄壯的進行曲。從晶片到雷達,從通訊到未來,這條電子軍工的路,才剛剛開始。