在熱映的科幻電影《流浪地球2》中，人類(lèi)利用相控陣技術(shù)引爆了月球。相控陣是什么技術(shù)，為什么能拿來(lái)炸月球？

　　相控陣技術(shù)一般應(yīng)用在天線(xiàn)領(lǐng)域，比如航天領(lǐng)域的各種雷達(dá)天線(xiàn)。而雷達(dá)天線(xiàn)，通常又可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是像鍋一樣的反射面天線(xiàn)，這也是人們對(duì)雷達(dá)天線(xiàn)的一般印象；另一類(lèi)就是相控陣天線(xiàn)。這種天線(xiàn)的外形通常是一個(gè)扁扁的長(zhǎng)方體，有點(diǎn)像“切菜板”。

　　鍋一樣的反射面天線(xiàn)，只發(fā)射一束電磁波，搜索目標(biāo)時(shí)需要靠自身轉(zhuǎn)動(dòng)，才能實(shí)現(xiàn)波束掃描，看起來(lái)就像“扭脖子”一樣四處轉(zhuǎn)動(dòng)；而相控陣天線(xiàn)，是很多天線(xiàn)單元排成陣列，通過(guò)控制單元發(fā)射（接收）電磁波的相位，來(lái)控制波束掃描方向的變化，不扭動(dòng)脖子也能實(shí)現(xiàn)一定角度內(nèi)的波束掃描。

　　如果將電磁波比作水波紋，那么相控陣天線(xiàn)的單元，就像是扔進(jìn)水面的石頭?？刂撇煌^扔進(jìn)水里的時(shí)間和位置，所產(chǎn)生的不同水波紋可以實(shí)現(xiàn)波峰疊加。同理，根據(jù)電磁波的干涉，相控陣天線(xiàn)單元發(fā)射的電磁波，也可以實(shí)現(xiàn)波峰的疊加，在特定方向形成波束，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的搜索范圍。

　　《流浪地球2》里使用相控陣技術(shù)控制核爆，正是利用了這個(gè)原理。把相控陣天線(xiàn)里每個(gè)單元換成核彈，形成圓形排列，讓核彈從外圈到內(nèi)圈依次引爆。爆炸產(chǎn)生的沖擊波，也有類(lèi)似電磁波的傳播機(jī)理，經(jīng)過(guò)精密計(jì)算，設(shè)定不同時(shí)間間隔的爆炸延遲，所有核彈爆炸的沖擊波能量疊加到中心位置，瞬間產(chǎn)生超高溫，實(shí)現(xiàn)氦3核聚變。

　　如此一來(lái)，相控陣技術(shù)，就實(shí)現(xiàn)了引爆月球的設(shè)想！

　　雖然這是科幻電影里的劇情，但實(shí)際上，相控陣技術(shù)離我們并不遙遠(yuǎn)。比如大家習(xí)以為常的天氣預(yù)報(bào)，氣象局是怎么提前知道天氣信息的呢？這里面就有相控陣技術(shù)的功勞。采用相控陣技術(shù)的氣象雷達(dá)，快速對(duì)大氣進(jìn)行掃描，并從空氣中的水粒子等對(duì)象的反射信息中，獲取天氣的信息——實(shí)時(shí)的風(fēng)速、風(fēng)向，天上這片云會(huì)不會(huì)下雪等。再結(jié)合其他探測(cè)裝備的信息，氣象人員就能夠快速精準(zhǔn)對(duì)天氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)。雖然“不知天上宮闕，今夕是何年。”卻可預(yù)知未來(lái)的“雨疏風(fēng)驟”。

　　地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，常伴隨著惡劣天氣，這時(shí)光學(xué)設(shè)備無(wú)法正常觀(guān)測(cè)，為了更加準(zhǔn)確地評(píng)估受災(zāi)情況，相關(guān)單位就可以利用相控陣技術(shù)高分辨成像雷達(dá)，對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)行全天時(shí)全天候監(jiān)測(cè)工作，為救災(zāi)工作提供第一手的資料。

　　在5G時(shí)代網(wǎng)上沖浪的我們，其實(shí)也在享受著相控陣技術(shù)帶來(lái)的便捷。在各種報(bào)道中常常聽(tīng)到的MIMO天線(xiàn)，正是利用相控陣技術(shù)，在同一時(shí)間將單元的能量分給多個(gè)用戶(hù)，像一棵樹(shù)那樣通過(guò)不同的樹(shù)枝分叉同時(shí)輸送能量，從而提高傳輸距離和信息吞吐量。極窄的波束，可以用更強(qiáng)的信號(hào)更加精準(zhǔn)地服務(wù)，給我們提供了更好的上網(wǎng)體驗(yàn)。

　　相控陣技術(shù)還應(yīng)用于航空領(lǐng)域。隨著航空業(yè)的繁榮發(fā)展，航空飛行器逐漸增多，相控陣天線(xiàn)可以快速分析出飛機(jī)的位置，全方位掌握飛行動(dòng)態(tài)，防止發(fā)生空中交通事故。

　　隨著我們科技創(chuàng)新的腳步越走越快，會(huì)有越來(lái)越多看似“科幻”的黑科技逐漸成為現(xiàn)實(shí)，我們不妨打開(kāi)腦洞，大膽設(shè)想，畢竟你們負(fù)責(zé)幻想，我們可以負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)。

　?。ㄗ髡呦抵袊?guó)航天科工二院23所設(shè)計(jì)師）