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

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

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

　　如果將電磁波比作水波紋，那么相控陣天線的單元，就像是扔進水面的石頭。控制不同石頭扔進水里的時間和位置，所產(chǎn)生的不同水波紋可以實現(xiàn)波峰疊加。同理，根據(jù)電磁波的干涉，相控陣天線單元發(fā)射的電磁波，也可以實現(xiàn)波峰的疊加，在特定方向形成波束，實現(xiàn)更遠的搜索范圍。

　　《流浪地球2》里使用相控陣技術(shù)控制核爆，正是利用了這個原理。把相控陣天線里每個單元換成核彈，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，也有類似電磁波的傳播機理，經(jīng)過精密計算，設(shè)定不同時間間隔的爆炸延遲，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，實現(xiàn)氦3核聚變。

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

　　雖然這是科幻電影里的劇情，但實際上，相控陣技術(shù)離我們并不遙遠。比如大家習(xí)以為常的天氣預(yù)報，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，快速對大氣進行掃描，并從空氣中的水粒子等對象的反射信息中，獲取天氣的信息——實時的風(fēng)速、風(fēng)向，天上這片云會不會下雪等。再結(jié)合其他探測裝備的信息，氣象人員就能夠快速精準對天氣進行監(jiān)測和預(yù)報。雖然“不知天上宮闕，今夕是何年。”卻可預(yù)知未來的“雨疏風(fēng)驟”。

　　地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時，常伴隨著惡劣天氣，這時光學(xué)設(shè)備無法正常觀測，為了更加準確地評估受災(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，對災(zāi)區(qū)進行全天時全天候監(jiān)測工作，為救災(zāi)工作提供第一手的資料。

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

　　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，相控陣天線可以快速分析出飛機的位置，全方位掌握飛行動態(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，會有越來越多看似“科幻”的黑科技逐漸成為現(xiàn)實，我們不妨打開腦洞，大膽設(shè)想，畢竟你們負責(zé)幻想，我們可以負責(zé)實現(xiàn)。

　　（作者系中國航天科工二院23所設(shè)計師）