SpaceX星鏈計劃，用智能天線(xiàn)編織遍布全球的巨型互聯(lián)網(wǎng)

　　今年4月，天空中出現了一場(chǎng)特殊的奇觀(guān)，有人看到天空中“星星正排著(zhù)隊一顆顆依次劃過(guò)”的壯觀(guān)景象。這種景象，并不是大自然自發(fā)產(chǎn)生的，而是來(lái)自SpaceX的星鏈計劃，其中的星鏈不是指成串發(fā)光的恒星，而是一顆顆可以擴大信號傳輸的通信衛星。我們看到的也正是星鏈計劃的一部分成果。

　　根據馬斯克的計劃，他將發(fā)射至少1.2萬(wàn)顆衛星，并很有可能最終擴增至4.2萬(wàn)顆，最終讓地球軌道上遍布衛星。這些衛星能做什么？其最大的用途就是革命性地讓互聯(lián)網(wǎng)獲得一次前所未有的突破，通過(guò)數量眾多的衛星與地球基站的信號轉接和傳輸，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將遍布整個(gè)世界。

　　而與此同時(shí)，與這張網(wǎng)絡(luò )配套的智能科技也正在經(jīng)歷一次高速發(fā)展的過(guò)程。根據默克公司提供的市場(chǎng)研究分析，在2017年，與互聯(lián)網(wǎng)相連接的設備大約只有270億臺，而只需短短十幾年，這一數字到2030年將急速增長(cháng)到1250億臺，足足增加了將近4倍。

　　無(wú)數的交通運輸工具、工廠(chǎng)設備甚至是家居用品都開(kāi)始變得數字化，并且與數字網(wǎng)絡(luò )相連接，這些產(chǎn)品變得能夠更好地運行人類(lèi)的指令，給予我們有效的反饋，這也賦予了它們一個(gè)全新的稱(chēng)號——“智能化”。

　　但是，這個(gè)智能不是憑空出現的，它需要一個(gè)極其強大的網(wǎng)絡(luò )和傳輸系統賦予它們智能活性，每一個(gè)設備必須要與其他的設備或者云端相連接，及時(shí)利用天線(xiàn)進(jìn)行溝通和反饋才能實(shí)現功能，而這個(gè)讓智能設備變得有生命力的工具就是“智能天線(xiàn)”。

　　智能天線(xiàn)的原理是將無(wú)線(xiàn)電的信號導向具體的方向，產(chǎn)生空間定向波束，使天線(xiàn)主波束對準用戶(hù)信號到達方向，達到充分高效利用移動(dòng)用戶(hù)信號并刪除或抑制干擾信號的目的。這樣，不同地區的信號就能利用衛星中轉站，從一個(gè)地方發(fā)射到更加遙遠的地方。以前很多偏遠地區會(huì )與互聯(lián)網(wǎng)脫節，而在觸手可及的未來(lái)，我們馬上就可能見(jiàn)證遍布無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的世界，充滿(mǎn)好奇心的科學(xué)家們如今正一步步地將不可能變?yōu)楝F實(shí)。

　　好奇的你有沒(méi)有想過(guò)，這些不同地區的信號是怎么利用智能天線(xiàn)傳到更遠的地方呢？或許你能通過(guò)下面的游戲來(lái)感受智能天線(xiàn)的神奇之處，試試你最多能給多少偏遠地區帶去互聯(lián)網(wǎng)信號吧！

　　當我們有了星鏈計劃中數量眾多的衛星，如何高效地讓地面上的發(fā)射基站和接收站與衛星連接起來(lái)，成了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。傳統天線(xiàn)通常比較機械化，因此和衛星連接時(shí)效率很低，并且由于時(shí)常需要維護保養，額外支出昂貴。擁有無(wú)限好奇心的科學(xué)家們有沒(méi)有想到解決這個(gè)問(wèn)題的辦法？

　　默克公司的好奇心研究者們給出的答案是液晶技術(shù)。默克公司顯示設備解決方案兼智能天線(xiàn)部門(mén)負責人Dieter Schroth介紹稱(chēng)，“智能天線(xiàn)也被稱(chēng)做相位陣列天線(xiàn)，具有扁平波形因子。而使用液晶技術(shù)，能夠以節能的方式驅動(dòng)天線(xiàn)陣列，”現在液晶技術(shù)已經(jīng)足夠成熟，用制造液晶顯示器的方式批量生產(chǎn)智能天線(xiàn)，可以讓用戶(hù)以更低成本使用天線(xiàn)接頭。

　　好奇的你是否知道，液晶技術(shù)支持下的智能天線(xiàn)強在哪？

　　智能天線(xiàn)往往是由許多更細微的天線(xiàn)陣列構成，這些陣列與智能信號處理軟件相連。這意味著(zhù)它們不需要像傳統天線(xiàn)一樣靠機械力來(lái)定向，這些信號可以通過(guò)電子處理直接定位到衛星。而默克制造出的液晶技術(shù)，能讓智能天線(xiàn)上的電子信號通過(guò)薄薄的一層液晶涂層來(lái)定位，極大提升了效率。

　　有了液晶支持，智能天線(xiàn)將可以接收來(lái)自世界各地的海量數據，不僅數據的信號質(zhì)量超高還能防止被黑客攻擊。并且由于液晶涂層不需要像傳統機械天線(xiàn)一樣進(jìn)行經(jīng)常性的維護，智能天線(xiàn)能夠在實(shí)現高科技的同時(shí)遵循可持續發(fā)展的目標，促進(jìn)建設一個(gè)資源節約型的社會(huì )?，F在的5G網(wǎng)絡(luò )構建中，同樣會(huì )使用智能天線(xiàn)來(lái)高效地傳輸信號。

　　在Schroth的好奇心探索團隊眼中，液晶是一種令人著(zhù)迷的材質(zhì)，只需要施加很小的電壓，便能改變電子或光學(xué)組件的功能。Schroth和眾多好奇心充沛的合作伙伴正在持續探索這些多功能材質(zhì)的新用途。

　　好奇的你知道世界上有多少人可以連接寬帶上網(wǎng)嗎？

　　答案是38.5億，而根據聯(lián)合國的目標，我們需要在2025年讓全球寬帶上網(wǎng)普及率提升至75%。也就是說(shuō)，科學(xué)家正努力讓世界上的信號盲區消失。依靠默克研發(fā)提供的液晶，智能天線(xiàn)有望更進(jìn)一步助力實(shí)現這一目標。

　　由于智能天線(xiàn)的設置受限更小，好奇的科學(xué)家們已經(jīng)想到了各種可以搭建智能天線(xiàn)的地方，它有可能出現在公共海域輪船的集裝箱上，也可能出現在偏遠地區的運輸卡車(chē)上，這些運輸工具上的智能天線(xiàn)都能收集來(lái)自各地的數據。有了它們的幫助，任何地區的人都能花費很少的支出就連接到世界互聯(lián)網(wǎng)中。

　　有了網(wǎng)絡(luò )，這些地區的人們就能有更多的機會(huì )連接到世界，許多教育、商業(yè)和工作機會(huì )也將奔向一個(gè)個(gè)曾經(jīng)閉塞的小村落。這些液晶智能天線(xiàn)不需要當地人額外支出很多，就能獲得更廣闊的世界。

　　除了在人類(lèi)社會(huì )發(fā)展上做出的貢獻，液晶也將助力我們更好地實(shí)現可持續發(fā)展的目標。液晶使天線(xiàn)更加耐用，直接減少了原材料使用和不必要的磨損浪費。在智能天線(xiàn)以外，還有默克公司運用液晶技術(shù)創(chuàng )造的eyrise窗戶(hù)，其能夠在有效地阻擋陽(yáng)光的同時(shí)允許充足的日光通過(guò)，并產(chǎn)生熱能，以此減少照明和空調的支出。該技術(shù)能夠改善員工的健康狀況，并提高工作效率，讓大家提前完成全年的工作量，減少平均患病時(shí)間。

　　無(wú)論是哪種使用用途，液晶技術(shù)始終能夠為一個(gè)健康地球而努力。正如默克公司教育合作伙伴關(guān)系兼企業(yè)責任戰略項目負責人Thomas Eberle所言：“僅憑好奇心并不能解決問(wèn)題。這一過(guò)程需要結合好奇心與對可持續性的日益關(guān)注，或者可以概括為‘可持續的好奇心’?！敝挥幸磺心芸沙掷m的發(fā)展下去，好奇心才能讓我們迎來(lái)更美好的未來(lái)世界。