第41章：弯曲波束天线月掩实验的公共项剥离

目录 ／ 附录-1. 预测和证伪（V6.0）

一、前言
月掩提供了一种罕见的“天然刀缘几何”：同一射电源在掩入与掩出时，视线被月面边缘以可重复、可精确追踪的方式截断与恢复。对于任何试图分离“路径项、介质项、设备项”的检验而言，这种几何具有两重价值：其一，刀缘附近的相位与群时延结构可被严格分窗（远离刀缘参照窗、近缘极限窗、掩入/掩出过渡窗）；其二，月面地形与掩入/掩出历程可用独立测绘与星历约束，从而使“可预报部分”与“残差公共项”之间的边界更清晰。
弯曲波束天线（相位可编程、波前可设定曲率的数字波束成形）为该实验再增加一个关键旋钮：在保持同一指向与同一事件窗的前提下，可切换不同波束曲率设定，使得“波束成形伪像与真实路径公共项”在统计上可分。若在完成色散与大气、刀缘衍射与波束权重的标准剥离之后，仍出现对频率与曲率设定不敏感的平滑常项（到达时/相位平移/群时延公共项），并在掩入/掩出同窗内跨频零时滞同现，则构成对“非色散公共项”的直接支持；反之则被否证。

二、预测（核心一句话）
在统一时标与频标、统一带通核与波束校准的前提下，对同一月掩事件在多频段（至少两频）与多曲率设定（至少两档曲率）下的相位、群时延或到达时序列进行联合处理：显式剥离电离层与等离子体色散项（呈 1/f² 标度）、对流层湿延迟、设备群时延与时间戳队列效应，并以月面刀缘几何与地形模板约束衍射/散射的可预报部分后，残差将分解出一个频率无关、对波束曲率设定不敏感的公共项（记为 τ_common 或 φ_common），它在掩入/掩出同窗内跨频呈零时滞同现，并随刀缘角距呈单调、平台或阈值式剖面；若残差随频率按 1/f² 重标度、或随曲率设定系统翻向/缩放、或主要与波束权重/解缠口径/队列日志相关、或跨事件与跨台站不可复现，则否证该预测。

三、一句话目标
用“月掩刀缘＋曲率可切换波束”构建一套可预注册、可复核的剥离框架，把月掩观测中的可预报刀缘效应与不可预报残差明确分账，并检验残差中是否存在跨频、跨曲率、跨台站一致的非色散公共项。

四、要测什么

• 公共项指数（文字化分级）
  在共同带通核、共同波束口径与单一外参时标对齐后，从相位/群时延/到达时残差中提取常项位移与缓慢漂移斜率；按强/中/弱、上抬/下压、稳定/不稳定分级，并在“事件（源×历元）× 掩入/掩出 × 频段 × 台站/子阵 × 曲率设定”的网格上记录符号与排序稳定性。
• 非色散一致性（跨频平滑）
  检验公共项在不同频段之间是否同向一致、且不按 1/f² 缩放；对带边留出、子带组合变化、相位解缠策略与群延估计器的变体要求稳健。任何呈 1/f² 或其它典型色散标度的分量必须归入介质色散账本，不得计入公共项。
• 零时滞同现（跨频/跨站/跨曲率）
  以单一外参时标将不同频段、不同台站与不同曲率设定下的残差序列对齐，计算同窗互相关的零时滞峰与侧翼对比；若在掩入/掩出同窗内出现跨频—跨曲率的同向同步跃迁/平台，并在独立管线中复现，计为关键支持。
• 刀缘剖面与阈值行为
  以刀缘角距、掩入/掩出相位（归一化历程）与月面投影地形台阶为横轴，刻画 τ_common 或 φ_common 的径向剖面：平台型、单调型或阈后跃迁型；记录近缘散射增强、局地地形台阶或边缘粗糙度窗口内是否出现短时阈值式增强与可复验恢复时标。
• 环境关联与分层
  与地球电离层/对流层状态、月球外逸层与近月等离子体、太阳风与日冕活动、观测仰角与入射方位进行配准，标注公共项的增强/平台/不相关；在不同月相、太阳天顶角、空间天气等级与本振稳定度分层下比较符号与强度是否保持一致。
• 比值稳健与模板正交
  验证“整体平移、比值不变”：在色散与刀缘模板处理后，跨频与跨曲率的相对幅度比保持稳定，而绝对残差呈平滑整体平移；并要求公共项与色散模板、对流层映射模板、波束权重扰动模板、时间戳队列抖动模板近正交。

五、怎么做

1. 事件与源选择
   优先选择具有高信噪比、结构紧致（近点源）且可在多个频段同时观测的射电源月掩事件；为每个事件定义统一的时间窗：远离刀缘参照窗、掩入/掩出过渡窗、近缘极限窗，并预注册剔除条款（强 RFI、设备状态切换、解缠失败窗等）。
2. 曲率设定作为可控旋钮
   为同一事件至少设置两档波束曲率（例如：近场聚焦型与近似平面波型），并在不改变指向与带宽分配的前提下轮换；同时记录波束权重、相位码本、波束成形链路群时延与温控日志，确保曲率切换可追溯、可复算。
3. 统一时标/频标与链路延迟闭合
   全链路统一到单一外参时标（含台站间对时闭合），并对本振、采样时钟、时间戳队列与缓冲策略建立可审计账本；以旁路参考信号或回环校准给出设备群时延的上限预算，使“同现”不由时标漂移伪造。
4. 带通与波束的共同核
   发布并冻结共同带通核与共同波束口径；提供带边留出版本与子带置换版本；对波束旁瓣、相位线性度与幅相权重漂移进行验收，并将超限历元标注为留出单元。
5. 介质与刀缘模板的显式剥离
   • 电离层/等离子体：以多频联合拟合或外部 TEC 约束剥离 1/f² 色散项，并对太阳风扰动窗单列降权；
   • 对流层：采用多映射函数与气象同化并行，给出低仰角风险标注；
   • 刀缘：以月面地形与掩入/掩出几何构造衍射/散射模板，明确“可预报部分”的参数族，并用模板扰动留出检验稳健性。
6. 双管线独立复算与盲化仲裁
   至少两条独立处理管线并行：一条以频域/色散优先，另一条以时域/几何优先；环境前馈组仅依据空间天气、仰角、地形台阶与曲率设定发布预测卡（公共项应强/中/弱、是否非色散、是否零时滞同现、剖面应平台/阈值），测量组在盲化条件下输出公共项指数表与零时滞指数表，仲裁组按预注册规则统计命中/错向/空击率，并以留出单元作最终裁决。

六、对照与空检

• 频率标度对照
  强制检验残差是否按 1/f² 或其它色散律缩放；一旦成立，归入介质残留而非公共项。
• 带边留出与子带置换空检
  更换子带组合并留出带边；若所谓公共项随子带边界漂移或翻向，提示带通/解缠伪像主导。
• 曲率置换空检
  在相同事件窗内交换曲率设定标签或对曲率序列做随机置换；若置换后仍“同样显著”，判为分析定义过宽或波束共模未剥离。
• 远离刀缘参照窗对照
  在远离刀缘的参照窗重复同一流程；若参照窗仍出现同等级公共项，优先判为设备/时标/处理链系统学。
• 掩入—掩出对称性与时间反演空检
  比较掩入与掩出是否在可预报对称关系之外仍残留同向公共项；对时间轴做反演或对事件窗做标签置换，检验“同现”是否由采样与窗函数伪造。
• 跨台站互检
  要求至少两台站/子阵在同一事件上复现；若公共项随台站走而不随刀缘几何走，优先判为站点系统项。

七、支持（通过）判据

• 在至少 2 条独立管线、2 个台站/子阵、2 个频段与 2 档曲率设定下，复现非色散的 τ_common 或 φ_common，并在掩入/掩出同窗内跨频呈零时滞同现。
• 公共项随刀缘角距与掩入/掩出历程呈单调、平台或阈值式剖面，并对带通核、波束口径、刀缘模板扰动与窗长稳健。
• 预测卡命中率显著高于随机置换，并在预注册的留出单元（远离刀缘参照窗、近缘极限窗、空间天气扰动窗或曲率留出档）上独立复验通过。

八、否证（未通过）判据

• 残差按 1/f² 或其它色散律缩放，或强耦合 TEC/对流层映射，显示介质项主导。
• 所谓公共项随曲率设定、波束权重、解缠口径或时间戳队列状态系统翻向/缩放，且在曲率置换与带边留出后崩塌。
• 结果仅在单一台站/单一频段/单一事件显著，跨频—跨站—跨事件不可复现。
• 空检（标签置换、时间反演、参照窗对照）同样显著，或留出单元中消失，表明方法偏差或系统伪像主导。

九、系统误差与对策（不超过三点）

• 刀缘衍射与地形模板不完备
  月面边缘粗糙度、局地台阶与散射会把可预报项投影为残差。对策：地形模板族并行、模板扰动留出、掩入/掩出对称性核验，并将模板不确定上限显式传播到公共项指数。
• 电离层/太阳风与近月等离子体扰动
  会引入色散残留并在近缘窗放大。对策：多频联合剥离 1/f²、空间天气分层与扰动窗留出；对掠日或高活动窗单列降权并以静稳窗作参照。
• 波束成形与时间戳系统学
  曲率切换、本振相位噪声带宽、队列抖动与温漂可制造假常项。对策：曲率设定全日志、旁路回环校准、硬件互换/冷热冲击与延迟谱监测；只接受跨曲率稳健且在置换空检下消失的公共项。

十、执行与公开

• 预注册：事件清单、源与几何、频段与台站、曲率设定表、共同带通核与共同波束口径、色散/大气/刀缘模板族、非色散与零时滞判据、剔除与降权条款、空检方案与仲裁计分规则。
• 留出与复验：设置远离刀缘参照窗、近缘极限窗、空间天气扰动窗与曲率留出档为最终确认单元。
• 跨团队复现：互换原始基带、时间戳日志、波束权重、设备状态、刀缘掩膜与脚本，开展降采样、加噪、核变体与对齐扰动稳健性测试。
• 公开材料：发布预测卡、公共项指数表、零时滞与非色散摘要、带通/色修正/大气/波束/队列日志与关键中间产物的文字化摘要，确保外部可复核。

十一、成败线
若月掩事件在多频与多曲率设定下，经色散与刀缘模板严格剥离后仍稳定呈现非色散公共项，并在掩入/掩出同窗内跨频零时滞同现且对跨台站与留出空检稳健，则支持本章预测；否则若残差遵循色散律、或随波束曲率与处理链系统翻向、或不可跨事件与跨台站复现，则否证本章预测。