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打开好奇心,用智能天线编织遍布全球的巨型互

时间:2020-12-28 12:53 来源:科研圈 编辑:菠萝蜜

核心提示

今年4月,天空中出现了一场特殊的奇观,有人看到天空中星星正排着队一颗颗依次划过的壮观景象。这种景象,并不是大自然自发产生的,而是来自SpaceX的星链计划, 其中的星链不是...

今年4月,天空中出现了一场特殊的奇观,有人看到天空中“星星正排着队一颗颗依次划过”的壮观景象。这种景象,并不是大自然自发产生的,而是来自SpaceX的星链计划,其中的星链不是指成串发光的恒星,而是一颗颗可以扩大信号传输的通信卫星。我们看到的也正是星链计划的一部分成果。

 

根据马斯克的计划,他将发射至少1.2万颗卫星,并很有可能最终扩增至4.2万颗,最终让地球轨道上遍布卫星。这些卫星能做什么?其最大的用途就是革命性地让互联网获得一次前所未有的突破,通过数量众多的卫星与地球基站的信号转接和传输,无线网络将遍布整个世界。

 

而与此同时,与这张网络配套的智能科技也正在经历一次高速发展的过程。根据默克公司提供的市场研究分析,在2017年,与互联网相连接的设备大约只有270亿台,而只需短短十几年,这一数字到2030年将急速增长到1250亿台,足足增加了将近4倍。

 

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无数的交通运输工具、工厂设备甚至是家居用品都开始变得数字化,并且与数字网络相连接,这些产品变得能够更好地运行人类的指令,给予我们有效的反馈,这也赋予了它们一个全新的称号——“智能化”。

 

但是,这个智能不是凭空出现的,它需要一个极其强大的网络和传输系统赋予它们智能活性,每一个设备必须要与其他的设备或者云端相连接,及时利用天线进行沟通和反馈才能实现功能,而这个让智能设备变得有生命力的工具就是“智能天线”

 

智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向,达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。这样,不同地区的信号就能利用卫星中转站,从一个地方发射到更加遥远的地方。以前很多偏远地区会与互联网脱节,而在触手可及的未来,我们马上就可能见证遍布无线网络的世界,充满好奇心的科学家们如今正一步步地将不可能变为现实。

 

 

#Alwayscurious

 

好奇的你有没有想过,这些不同地区的信号是怎么利用智能天线传到更远的地方呢?或许你能通过下面的游戏来感受智能天线的神奇之处,试试你最多能给多少偏远地区带去互联网信号吧!

 

点击下面的链接展开操作:

https://www.merckgroup.com.cn/cn-zh/sustainables/game/smart-antennas/?ko=quan

 

当我们有了星链计划中数量众多的卫星,如何高效地让地面上的发射基站和接收站与卫星连接起来,成了一个亟待解决的问题。传统天线通常比较机械化,因此和卫星连接时效率很低,并且由于时常需要维护保养,额外支出昂贵。拥有无限好奇心的科学家们有没有想到解决这个问题的办法?

 

默克公司的好奇心研究者们给出的答案是液晶技术。默克公司显示设备解决方案兼智能天线部门负责人Dieter Schroth介绍称,“智能天线也被称做相位阵列天线,具有扁平波形因子。而使用液晶技术,能够以节能的方式驱动天线阵列,”现在液晶技术已经足够成熟,用制造液晶显示器的方式批量生产智能天线,可以让用户以更低成本使用天线接头。

 

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Dieter Schroth

 

#Alwayscurious

好奇的你是否知道,液晶技术支持下的智能天线强在哪?

 

智能天线往往是由许多更细微的天线阵列构成,这些阵列与智能信号处理软件相连。这意味着它们不需要像传统天线一样靠机械力来定向,这些信号可以通过电子处理直接定位到卫星。而默克制造出的液晶技术,能让智能天线上的电子信号通过薄薄的一层液晶涂层来定位,极大提升了效率。

 

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有了液晶支持,智能天线将可以接收来自世界各地的海量数据,不仅数据的信号质量超高还能防止被黑客攻击。并且由于液晶涂层不需要像传统机械天线一样进行经常性的维护,智能天线能够在实现高科技的同时遵循可持续发展的目标,促进建设一个资源节约型的社会。现在的5G网络构建中,同样会使用智能天线来高效地传输信号。

 

在Schroth的好奇心探索团队眼中,液晶是一种令人着迷的材质,只需要施加很小的电压,便能改变电子或光学组件的功能。Schroth和众多好奇心充沛的合作伙伴正在持续探索这些多功能材质的新用途。

 

想了解液晶的更多用途?看看研究人员怎么回答的:

https://www.merckgroup.com.cn/cn-zh/sustainables/story/smart-antennas/?ko=quan

 

#Alwayscurious

好奇的你知道世界上有多少人可以连接宽带上网吗?

 

答案是38.5亿,而根据联合国的目标,我们需要在2025年让全球宽带上网普及率提升至75%。也就是说,科学家正努力让世界上的信号盲区消失。依靠默克研发提供的液晶,智能天线有望更进一步助力实现这一目标。

 

由于智能天线的设置受限更小,好奇的科学家们已经想到了各种可以搭建智能天线的地方,它有可能出现在公共海域轮船的集装箱上,也可能出现在偏远地区的运输卡车上,这些运输工具上的智能天线都能收集来自各地的数据。有了它们的帮助,任何地区的人都能花费很少的支出就连接到世界互联网中。

 

有了网络,这些地区的人们就能有更多的机会连接到世界,许多教育、商业和工作机会也将奔向一个个曾经闭塞的小村落。这些液晶智能天线不需要当地人额外支出很多,就能获得更广阔的世界。

 

除了在人类社会发展上做出的贡献,液晶也将助力我们更好地实现可持续发展的目标。液晶使天线更加耐用,直接减少了原材料使用和不必要的磨损浪费。在智能天线以外,还有默克公司运用液晶技术创造的eyrise窗户,其能够在有效地阻挡阳光的同时允许充足的日光通过,并产生热能,以此减少照明和空调的支出。该技术能够改善员工的健康状况,并提高工作效率,让大家提前完成全年的工作量,减少平均患病时间。

 

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无论是哪种使用用途,液晶技术始终能够为一个健康地球而努力。正如默克公司教育合作伙伴关系兼企业责任战略项目负责人Thomas Eberle所言:“仅凭好奇心并不能解决问题。这一过程需要结合好奇心与对可持续性的日益关注,或者可以概括为‘可持续的好奇心’。”只有一切能可持续的发展下去,好奇心才能让我们迎来更美好的未来世界。

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