【科學(xué)的溫度】專訪雷達(dá)專家賁德院士:“十八般武藝”的雷達(dá) 你真的了解嗎?
中新網(wǎng)南京3月15日電(唐娟 盧薇 申冉)天上飛機(jī)數(shù)量眾多,為什么它們能準(zhǔn)確按特定軌道飛行?為什么衛(wèi)星能夠準(zhǔn)確到達(dá)提前計算好的軌道運行?臺風(fēng)登陸前,為什么氣象部門總能及時發(fā)布準(zhǔn)確預(yù)警信號?……
一些現(xiàn)代社會看似平常的現(xiàn)象,其實背后都離不開雷達(dá)的“十八般武藝”。究竟什么是雷達(dá)?它在我們的生活中發(fā)揮了哪些作用?近日,中國工程院院士、中國機(jī)載火控雷達(dá)的奠基者和帶頭人,中國電子科技集團(tuán)有限公司第十四研究所教授、科技委常委賁德接受中新網(wǎng)專訪,介紹這個科技世界的低調(diào)“王者”。
“雷達(dá)原名無線電探測和測距設(shè)備,即‘radio detection and ranging’。無線電radio取前兩個字母ra,探測detect取首字母d,中間的‘a(chǎn)nd’取首字母a,測距ranging取首字母r,合起來就是radar?!辟S德解釋,正如其名,雷達(dá)是一種無線電探測設(shè)備。1935年,英國為了防御德國敵機(jī)對本土的攻擊,發(fā)明了雷達(dá)。自雷達(dá)問世,它就在軍事戰(zhàn)爭和民用領(lǐng)域扮演著重要角色。
因用途不同,各種雷達(dá)的結(jié)構(gòu)不盡相同,但基本構(gòu)件大致一致,包括發(fā)射機(jī)、天線、接收機(jī)、信號處理及顯示器、電源設(shè)備、數(shù)據(jù)錄取設(shè)備、抗干擾設(shè)備等。
“雷達(dá)的工作原理,主要是發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的無線電波通過線路輸送到天線,經(jīng)過天線把無線電波向空中發(fā)射,無線電波碰到目標(biāo)被反射后,又被雷達(dá)天線接收,繼而通過線路傳輸?shù)浇邮諜C(jī),接收機(jī)把信號進(jìn)行放大變換,最后由顯示器顯示一個脈沖信號,通過這個信號,我們可以判斷目標(biāo)的存在以及具體位置?!辟S德介紹。
雷達(dá)的誕生源自戰(zhàn)爭的需求,但隨著技術(shù)的日臻成熟和社會的發(fā)展,雷達(dá)也越來越多地被應(yīng)用于日常生活之中??罩薪煌ü苤?、氣象、汽車防撞、地質(zhì)探測……看似不起眼的生活細(xì)節(jié)其實處處離不開雷達(dá)。
“在我說話這一瞬間,在中國上空可能有1000多架民航機(jī)飛過,民航業(yè)的迅速發(fā)展讓飛機(jī)數(shù)量劇增。多虧空中交通管制雷達(dá)的出現(xiàn),如此數(shù)量的飛機(jī)才能井然有序地按照自己的航線飛行,不致相撞。”賁德說,空中交通管制雷達(dá)保證了空中交通的安全和可靠。
“至于氣象雷達(dá),就更常見了。在極端天氣到來時,臺風(fēng)暴雨的具體位置,降雨量分布……這些都是通過氣象雷達(dá)來提前預(yù)知?!辟S德指出,氣象雷達(dá)在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮了重要作用,能夠提前預(yù)報災(zāi)害發(fā)生的規(guī)模大小和具體位置,提醒公眾及時采取措施避害。目前,氣象雷達(dá)在中國的分布和應(yīng)用都相當(dāng)廣泛。
兔年賀歲檔《流浪地球2》贏得公眾一致好評,該電影中展現(xiàn)了許多人類探索地外文明的場景,賁德也向大家介紹了雷達(dá)在“流浪地球”中所發(fā)揮的作用。
“深空探測也需要雷達(dá),由于深空星球離地球太遠(yuǎn),動輒以光年計,這么遠(yuǎn)的距離,一般的雷達(dá)已無能為力,射頻天文探測設(shè)備則可以實現(xiàn)深空探測,它是以接收星球輻射的無線電波進(jìn)行工作的。中國著名的‘天眼’就是射頻天文探測設(shè)備,最遠(yuǎn)已探測到100億光年以外的天體?!?/p>
科幻小說《三體》中,一位天體物理學(xué)家提出了太陽能量鏡面增益反射效應(yīng),將太陽作為一個匯聚的鏡像,借此放大發(fā)射信號來實現(xiàn)Ⅱ型文明能級的發(fā)射。賁德認(rèn)為:“太陽能量鏡面增益反射效應(yīng)的設(shè)想很大膽,但太陽表面是球面,不是平面,這個設(shè)想實現(xiàn)的可能性很小?!?/p>
“盡管科幻作品往往帶有一定的想象性,但我相信,在未來的某一天,雷達(dá)和其他科技的發(fā)展將會真正實現(xiàn)這個設(shè)想,讓科幻走進(jìn)現(xiàn)實?!辟S德說。(完)
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