【科學的溫度】專訪雷達專家賁德院士:“十八般武藝”的雷達 你真的了解嗎?
中新網南京3月15日電(唐娟 盧薇 申冉)天上飛機數量眾多,為什么它們能準確按特定軌道飛行?為什么衛(wèi)星能夠準確到達提前計算好的軌道運行?臺風登陸前,為什么氣象部門總能及時發(fā)布準確預警信號?……
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的“十八般武藝”。究竟什么是雷達?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、中國機載火控雷達的奠基者和帶頭人,中國電子科技集團有限公司第十四研究所教授、科技委常委賁德接受中新網專訪,介紹這個科技世界的低調“王者”。
“雷達原名無線電探測和測距設備,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‘and’取首字母a,測距ranging取首字母r,合起來就是radar。”賁德解釋,正如其名,雷達是一種無線電探測設備。1935年,英國為了防御德國敵機對本土的攻擊,發(fā)明了雷達。自雷達問世,它就在軍事戰(zhàn)爭和民用領域扮演著重要角色。
因用途不同,各種雷達的結構不盡相同,但基本構件大致一致,包括發(fā)射機、天線、接收機、信號處理及顯示器、電源設備、數據錄取設備、抗干擾設備等。
“雷達的工作原理,主要是發(fā)射機產生的無線電波通過線路輸送到天線,經過天線把無線電波向空中發(fā)射,無線電波碰到目標被反射后,又被雷達天線接收,繼而通過線路傳輸到接收機,接收機把信號進行放大變換,最后由顯示器顯示一個脈沖信號,通過這個信號,我們可以判斷目標的存在以及具體位置?!辟S德介紹。
雷達的誕生源自戰(zhàn)爭的需求,但隨著技術的日臻成熟和社會的發(fā)展,雷達也越來越多地被應用于日常生活之中。空中交通管制、氣象、汽車防撞、地質探測……看似不起眼的生活細節(jié)其實處處離不開雷達。
“在我說話這一瞬間,在中國上空可能有1000多架民航機飛過,民航業(yè)的迅速發(fā)展讓飛機數量劇增。多虧空中交通管制雷達的出現(xiàn),如此數量的飛機才能井然有序地按照自己的航線飛行,不致相撞?!辟S德說,空中交通管制雷達保證了空中交通的安全和可靠。
“至于氣象雷達,就更常見了。在極端天氣到來時,臺風暴雨的具體位置,降雨量分布……這些都是通過氣象雷達來提前預知。”賁德指出,氣象雷達在國民經濟中發(fā)揮了重要作用,能夠提前預報災害發(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,氣象雷達在中國的分布和應用都相當廣泛。
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在“流浪地球”中所發(fā)揮的作用。
“深空探測也需要雷達,由于深空星球離地球太遠,動輒以光年計,這么遠的距離,一般的雷達已無能為力,射頻天文探測設備則可以實現(xiàn)深空探測,它是以接收星球輻射的無線電波進行工作的。中國著名的‘天眼’就是射頻天文探測設備,最遠已探測到100億光年以外的天體。”
科幻小說《三體》中,一位天體物理學家提出了太陽能量鏡面增益反射效應,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。賁德認為:“太陽能量鏡面增益反射效應的設想很大膽,但太陽表面是球面,不是平面,這個設想實現(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,雷達和其他科技的發(fā)展將會真正實現(xiàn)這個設想,讓科幻走進現(xiàn)實?!辟S德說。(完)
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