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

　　今年4月，天空中出現(xiàn)了一場特殊的奇觀，有人看到天空中“星星正排著隊一顆顆依次劃過”的壯觀景象。這種景象，并不是大自然自發(fā)產(chǎn)生的，而是來自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?shù)耐ㄐ判l(wèi)星。我們看到的也正是星鏈計劃的一部分成果。

　　根據(jù)馬斯克的計劃，他將發(fā)射至少1.2萬顆衛(wèi)星，并很有可能最終擴增至4.2萬顆，最終讓地球軌道上遍布衛(wèi)星。這些衛(wèi)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，通過數(shù)量眾多的衛(wèi)星與地球基站的信號轉(zhuǎn)接和傳輸，無線網(wǎng)絡(luò)將遍布整個世界。

　　而與此同時，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)展的過程。根據(jù)默克公司提供的市場研究分析，在2017年，與互聯(lián)網(wǎng)相連接的設(shè)備大約只有270億臺，而只需短短十幾年，這一數(shù)字到2030年將急速增長到1250億臺，足足增加了將近4倍。

　　無數(shù)的交通運輸工具、工廠設(shè)備甚至是家居用品都開始變得數(shù)字化，并且與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)相連接，這些產(chǎn)品變得能夠更好地運行人類的指令，給予我們有效的反饋，這也賦予了它們一個全新的稱號——“智能化”。

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

　　智能天線的原理是將無線電的信號導向具體的方向，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對準用戶信號到達方向，達到充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號的目的。這樣，不同地區(qū)的信號就能利用衛(wèi)星中轉(zhuǎn)站，從一個地方發(fā)射到更加遙遠的地方。以前很多偏遠地區(qū)會與互聯(lián)網(wǎng)脫節(jié)，而在觸手可及的未來，我們馬上就可能見證遍布無線網(wǎng)絡(luò)的世界，充滿好奇心的科學家們?nèi)缃裾徊讲降貙⒉豢赡茏優(yōu)楝F(xiàn)實。

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

　　當我們有了星鏈計劃中數(shù)量眾多的衛(wèi)星，如何高效地讓地面上的發(fā)射基站和接收站與衛(wèi)星連接起來，成了一個亟待解決的問題。傳統(tǒng)天線通常比較機械化，因此和衛(wèi)星連接時效率很低，并且由于時常需要維護保養(yǎng)，額外支出昂貴。擁有無限好奇心的科學家們有沒有想到解決這個問題的辦法？

　　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(shè)備解決方案兼智能天線部門負責人Dieter Schroth介紹稱，“智能天線也被稱做相位陣列天線，具有扁平波形因子。而使用液晶技術(shù)，能夠以節(jié)能的方式驅(qū)動天線陣列，”現(xiàn)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，可以讓用戶以更低成本使用天線接頭。

　　好奇的你是否知道，液晶技術(shù)支持下的智能天線強在哪？

　　智能天線往往是由許多更細微的天線陣列構(gòu)成，這些陣列與智能信號處理軟件相連。這意味著它們不需要像傳統(tǒng)天線一樣靠機械力來定向，這些信號可以通過電子處理直接定位到衛(wèi)星。而默克制造出的液晶技術(shù)，能讓智能天線上的電子信號通過薄薄的一層液晶涂層來定位，極大提升了效率。

　　有了液晶支持，智能天線將可以接收來自世界各地的海量數(shù)據(jù)，不僅數(shù)據(jù)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(tǒng)機械天線一樣進行經(jīng)常性的維護，智能天線能夠在實現(xiàn)高科技的同時遵循可持續(xù)發(fā)展的目標，促進建設(shè)一個資源節(jié)約型的社會?，F(xiàn)在的5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，同樣會使用智能天線來高效地傳輸信號。

　　在Schroth的好奇心探索團隊眼中，液晶是一種令人著迷的材質(zhì)，只需要施加很小的電壓，便能改變電子或光學組件的功能。Schroth和眾多好奇心充沛的合作伙伴正在持續(xù)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(jù)聯(lián)合國的目標，我們需要在2025年讓全球?qū)拵暇W(wǎng)普及率提升至75%。也就是說，科學家正努力讓世界上的信號盲區(qū)消失。依靠默克研發(fā)提供的液晶，智能天線有望更進一步助力實現(xiàn)這一目標。

　　由于智能天線的設(shè)置受限更小，好奇的科學家們已經(jīng)想到了各種可以搭建智能天線的地方，它有可能出現(xiàn)在公共海域輪船的集裝箱上，也可能出現(xiàn)在偏遠地區(qū)的運輸卡車上，這些運輸工具上的智能天線都能收集來自各地的數(shù)據(jù)。有了它們的幫助，任何地區(qū)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(qū)的人們就能有更多的機會連接到世界，許多教育、商業(yè)和工作機會也將奔向一個個曾經(jīng)閉塞的小村落。這些液晶智能天線不需要當?shù)厝祟~外支出很多，就能獲得更廣闊的世界。

　　除了在人類社會發(fā)展上做出的貢獻，液晶也將助力我們更好地實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。液晶使天線更加耐用，直接減少了原材料使用和不必要的磨損浪費。在智能天線以外，還有默克公司運用液晶技術(shù)創(chuàng)造的eyrise窗戶，其能夠在有效地阻擋陽光的同時允許充足的日光通過，并產(chǎn)生熱能，以此減少照明和空調(diào)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，減少平均患病時間。

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