环境试验/Em 太赫兹技术应用与发展研究 安国雨 (中国电子科技集闭公司第十三研究所，石家庄050051) 摘要：太赫茲技术被誉为“改变未来世界的技术”之一，并成为世界先进国家民用和军事领域的研究热点，近几年进 展迅速。本文论述了太赫兹技术在雷达、探测、通信等领域的应用特点和优势，并概括总结了太赫兹技术近两年的最 新发展动态. 关健词：太赫兹雷达：太赫兹探测：太赫兹通信：太赫兹器件 中图分类号：TN92:TN9 文献标识码：A 文章编号：1004-7204(2018)02-0025-0 Study on Application and Development of Terahertz Technology AN Guo-yu (The 13th Research Institute,CETC.Shijiazhuang 050051) Abstract:Known as one of the technologies changing the future world,terahertz technology becomes research hotspot of commercial and military fields in advanced countries and develops rapidly in recent years.The features and advantages of terahertz technology applications in radar,detection, and communication fields are introduced,and its newest development in the last two years is arized briefly Key words:terahertz radar:terahertz detection:terahertz communication:terahertz device 引言 1太赫兹技术的应用 当前世界太赫兹技术研究方兴未艾，成为世界发达 太赫兹波属于电磁波，顿谱介于毫米波与红外光之 国家民用和军事领域应用的发展热点。太赫兹波在电磁 间，频率范围为100GH-10T业(1TH=1012Hz) 发谱上所处的特殊位置和因此所拥有的特殊物理属性 波长范用3-30μm。 使太赫兹技术在公共安全、生物医学、通信、军用雷达 太赫兹被在电磁波谱中占有特殊的位置，处于电子 等诸多领域其有独特的应用价值和广阔的市场前景，必 学向光子学的过渡区城，具有如光子能量低、脉冲宽度 将成为改变末来世界的一项重要前沿科技。 窄、穿透性强、频带宽、抗干扰能力强等微波和红外辐 美国航空航天局(NASA)以及国防部高级研究计划 射所不具有的特殊属性，在雷达、探测、通信等领域 局(DARPA)等科研机构均投入了大量的人力和物力开 展现出巨大的优势。在军事领域也具有广阔的应用的 发太赫兹技术，并将其成功应用于多个军事和太空探测 景，太赫兹技术一旦实际应用于军事通信、军用雷达 项目中。另外，日本、俄罗斯、欧洲等国家和地区以 战场侦察、精确制导、反隐身、电子战等军事领域，将 及中国也均对太赫兹技术开展了大量的研究工作，在太 会给未来战争带来深远的影响。 赫兹通信、太赫兹源生成、太赫兹器件等诸多方面取得 1.1太林兹雷达 了令人瞩日的成果-。本文对针对太赫兹技术的应用和 相对于常规雷达，太赫兹雷达具有频率高、带宽 最新发展动态作了详细介绍分析，以期在对太赫兹技术 宽、波宋窄的特点网，这些特点赋予了太赫兹雷达巨大 的开发和应用方面引起更多科研工作者的关注和加入。 的应用潜力： ural Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne
25 环境技术 / Environmental Technology 环境试验 nvironmental E Testing Abstract：Known as one of the technologies changing the future world, terahertz technology becomes research hotspot of commercial and military fields in advanced countries and develops rapidly in recent years. The features and advantages of terahertz technology applications in radar, detection, and communication fields are introduced, and its newest development in the last two years is summarized briefly. Key words：terahertz radar; terahertz detection; terahertz communication; terahertz device 摘要：太赫兹技术被誉为“改变未来世界的技术”之一，并成为世界先进国家民用和军事领域的研究热点，近几年进 展迅速。本文论述了太赫兹技术在雷达、探测、通信等领域的应用特点和优势，并概括总结了太赫兹技术近两年的最 新发展动态。 关键词：太赫兹雷达；太赫兹探测；太赫兹通信；太赫兹器件 中图分类号：TN92；TN95 文献标识码：A 文章编号：1004-7204(2018)02-0025-04 太赫兹技术应用与发展研究 Study on Application and Development of Terahertz Technology 安国雨 （中国电子科技集团公司第十三研究所，石家庄 050051） AN Guo-yu (The 13th Research Institute, CETC, Shijiazhuang 050051) 引言 当前世界太赫兹技术研究方兴未艾，成为世界发达 国家民用和军事领域应用的发展热点。太赫兹波在电磁 波谱上所处的特殊位置和因此所拥有的特殊物理属性， 使太赫兹技术在公共安全、生物医学、通信、军用雷达 等诸多领域具有独特的应用价值和广阔的市场前景，必 将成为改变未来世界的一项重要前沿科技。 美国航空航天局（NASA）以及国防部高级研究计划 局（DARPA）等科研机构均投入了大量的人力和物力开 发太赫兹技术，并将其成功应用于多个军事和太空探测 项目中[1]。另外，日本、俄罗斯、欧洲等国家和地区以 及中国也均对太赫兹技术开展了大量的研究工作，在太 赫兹通信、太赫兹源生成、太赫兹器件等诸多方面取得 了令人瞩目的成果[1-2]。本文对针对太赫兹技术的应用和 最新发展动态作了详细介绍分析，以期在对太赫兹技术 的开发和应用方面引起更多科研工作者的关注和加入。 1 太赫兹技术的应用 太赫兹波属于电磁波，频谱介于毫米波与红外光之 间，频率范围为100 GHz～10 THz（1 THz=1 012 Hz）， 波长范围3~30 μm[3-4]。 太赫兹波在电磁波谱中占有特殊的位置，处于电子 学向光子学的过渡区域，具有如光子能量低、脉冲宽度 窄、穿透性强、频带宽、抗干扰能力强等微波和红外辐 射所不具有的特殊属性[5]，在雷达、探测、通信等领域 展现出巨大的优势。在军事领域也具有广阔的应用前 景，太赫兹技术一旦实际应用于军事通信、军用雷达、 战场侦察、精确制导、反隐身、电子战等军事领域，将 会给未来战争带来深远的影响。 1.1 太赫兹雷达 相对于常规雷达，太赫兹雷达具有频率高、带宽 宽、波束窄的特点[6]，这些特点赋予了太赫兹雷达巨大 的应用潜力：
E/环境试验 1)高测速精度 更强的穿透能力，不易受到沙尘、雨雪等恶劣天气的影 太赫兹波频率高，有较高的多普勒带宽。多普勒效 响。并可实现全天候工作。 应明显。太赫兹雷达具有良好的多普勒分辨力，测速精 太赫兹波其有的上述特性和优势使其能够解决信息 度更高：同时太赫兹波散射特性对日标形状的细节敏 传输受制于带宽的问题和安全性问题。适用于近距离保 感。因面，可提高多目标分辨和对目标识别的能力与成 密通信、天基通信等各种特殊要求的通信场合。 像质量。 1)近距离战术通信 2)强反隐身功能 太赫滋被在潮湿的空气中比较容易受到水汽的影 由于太赫兹雷达的带宽很宽，其发射出的纳秒到皮 响，使得其通信信号接减非常严重，故在大气层中的传 秒级脉冲频率可达上万种，远远超出了当前隐身技术所 输距离较短。但在电磁环境复杂的战场环境中，常规通 覆盖的作用范闹。因此，太赫兹需达能够更为灵敏的识 信信道很容易受到干扰和拥堵，而太赫兹波有限的传输 别采用形状隐身、涂料隐身以及等离子体隐身的目标。 距离反而不会受到干扰和被敌方接收，从而确保了极端 3)被截获概率低。抗电子干扰性能好 环境下通讯的安全性。另外，在光缆等固定设施遭摧段 太赫兹波宽谱特性可以抑制雷达多径效应和杂波 以及卫显通信受到干扰、发生故障或被毁的情况下，太 响，消除系统之间的相互干扰。太赫兹雷达以窄波束发 赫兹通信也可以作为重要的备份通信手段。 射，使敌方在电子对抗中难以截获，再加上干扰机指向 2)空间通信 太赫兹雷达的干扰功率信号比指向微波雷达更加闲难。 虽然太赫兹波在大气中传输衰减较大，但在外层空 所以太赫兹雷达被截获概率低。抗电子干扰性能好。 间传输损耗相对小很多，用很小的功率就可实现通信。 1.2太赫兹探测 按照距离从近到远，未来有望在空间站舱内或载荷间、 根据黑体镉射原理，即一切温度高于绝对零度的物 卫星集群间、天地间和千公里以上的卫星间实现如图1所 体都会自发产生执细射，面中低祖物体的执辐射主要到 示的高速的太赫效数据传给应用。 中在太赫兹频段。而气体分子的振动和转动能谱处于太 目前正在快速发展的编队飞行小卫星群间的通信出 赫兹频段内，开展对地球大气太赫兹频段的被动遥感可 适合采用太赫兹技术。用以构建未来快速、灵活、分离 获得丰富的辐射信息，可用于获取大气垂直温度、湿度 模块化、自由飞行的航天器的“分布式载荷”空问集群 常线等信息。因此可以利用太赫兹技术进行太空探测。 系统（典型例子是美国DARPA的F6项目），同样也可以 目前已在天文探测、气象遥感、深空探测等方面获得大 利用太赫兹技术来实现各飞行模块间的通信。 量的应用。且优势明显。 1.3太林兹谣信 太赫兹波段是继微波和光通信之后的又一重要频 段，是通信发展的必然趋势。太赫兹通信集中了微波通 信与光通信的优点：①太赫兹波频率比微波通信高出1 4个数量级，通信容量更大，在宽带无线移动通信侧域具 有巨大的优势：②窄波束和良好的方向性使得太赫兹波 的抗干扰能力更强，安全性更好：③波长相对更短，天 线的尺寸可以做得更小，结构也相对简单，因此更为经 济；④太赫兹波具有高频率、短波长的特性使得其具有 图1太赫空问通信应用 1994-2018 China academic lournal electronic publishing House all rights re http://www.enkina8年4月/o26
2018 年 4 月 / April 2018 26 nvironmental E Testing 环境试验 1）高测速精度 太赫兹波频率高，有较高的多普勒带宽，多普勒效 应明显。太赫兹雷达具有良好的多普勒分辨力，测速精 度更高；同时太赫兹波散射特性对目标形状的细节敏 感。因而，可提高多目标分辨和对目标识别的能力与成 像质量。 2）强反隐身功能 由于太赫兹雷达的带宽很宽，其发射出的纳秒到皮 秒级脉冲频率可达上万种，远远超出了当前隐身技术所 覆盖的作用范围。因此，太赫兹雷达能够更为灵敏的识 别采用形状隐身、涂料隐身以及等离子体隐身的目标。 3）被截获概率低，抗电子干扰性能好 太赫兹波宽谱特性可以抑制雷达多径效应和杂波影 响，消除系统之间的相互干扰。太赫兹雷达以窄波束发 射，使敌方在电子对抗中难以截获，再加上干扰机指向 太赫兹雷达的干扰功率信号比指向微波雷达更加困难， 所以太赫兹雷达被截获概率低，抗电子干扰性能好。 1.2 太赫兹探测 根据黑体辐射原理，即一切温度高于绝对零度的物 体都会自发产生热辐射，而中低温物体的热辐射主要集 中在太赫兹频段。而气体分子的振动和转动能谱处于太 赫兹频段内，开展对地球大气太赫兹频段的被动遥感可 获得丰富的辐射信息，可用于获取大气垂直温度、湿度 廓线等信息。因此可以利用太赫兹技术进行太空探测， 目前已在天文探测、气象遥感、深空探测等方面获得大 量的应用，且优势明显。 1.3 太赫兹通信 太赫兹波段是继微波和光通信之后的又一重要频 段，是通信发展的必然趋势。太赫兹通信集中了微波通 信与光通信的优点：①太赫兹波频率比微波通信高出1～ 4个数量级，通信容量更大，在宽带无线移动通信领域具 有巨大的优势；②窄波束和良好的方向性使得太赫兹波 的抗干扰能力更强，安全性更好；③波长相对更短，天 线的尺寸可以做得更小，结构也相对简单，因此更为经 济；④太赫兹波具有高频率、短波长的特性使得其具有 图 1 太赫兹空间通信应用 更强的穿透能力，不易受到沙尘、雨雪等恶劣天气的影 响，并可实现全天候工作。 太赫兹波具有的上述特性和优势使其能够解决信息 传输受制于带宽的问题和安全性问题，适用于近距离保 密通信、天基通信等各种特殊要求的通信场合。 1）近距离战术通信 太赫兹波在潮湿的空气中比较容易受到水汽的影 响，使得其通信信号衰减非常严重，故在大气层中的传 输距离较短。但在电磁环境复杂的战场环境中，常规通 信信道很容易受到干扰和拥堵，而太赫兹波有限的传输 距离反而不会受到干扰和被敌方接收，从而确保了极端 环境下通讯的安全性。另外，在光缆等固定设施遭摧毁 以及卫星通信受到干扰、发生故障或被毁的情况下，太 赫兹通信也可以作为重要的备份通信手段。 2）空间通信 虽然太赫兹波在大气中传输衰减较大，但在外层空 间传输损耗相对小很多，用很小的功率就可实现通信。 按照距离从近到远，未来有望在空间站舱内或载荷间、 卫星集群间、天地间和千公里以上的卫星间实现如图1所 示的高速的太赫兹数据传输应用[7]。 目前正在快速发展的编队飞行小卫星群间的通信也 适合采用太赫兹技术。用以构建未来快速、灵活、分离 模块化、自由飞行的航天器的“分布式载荷”空间集群 系统（典型例子是美国DARPA的F6项目），同样也可以 利用太赫兹技术来实现各飞行模块间的通信
环境试验/E 美国目前正在以太赫兹技术为基融。开发 带宽比即将投人应用的$G移动通信系统还要快10倍 数据传输速率为25Ghh-250Ghh的卫显交链 2)美国采用太赫兹波多路复用数据传输技术实现50GW通借 通信系统。 速率 3)实现陆海空天一体化通信组网 美国布朗大学的研究人员在2017年8月展示了利用太赫兹波进 利用太赫兹通信技术可实现卫星互连，形 行多路复用数据传输的方法，数据传输速率可达50G山，比当前 成天基通信网络：可以实现飞机之互连 最快的蜂窝网络快约100倍网，此太赫兹通信技术进展将使得下 形成空基通信网络；通过太赫兹通信，可将 代超高带宽无线网络通信成为可能。 机载通信设施与地面光纤网连接起来：也可 2.2太赫兹器件在频奉、功率等技术性能上获得重大突破 利用太赫兹波，通过机载通信设施转接。将 1)美国DARPA推动138GHz以上全硅发射机集成电路开发 前方部署的士兵与本土地面光纤网连接。从 美国DARPA基于所实施的“高效线性化全硅发射机集成电路 而形成天基、空基、水上、水下、地面一体 (ELAST)项目”，研发出了可工作于毫米波频率条件下的全硅 互连的全球通信辆格网络。 集成电路.下一目标是实现138GHz以上的工作频率网。 图2所示的美国DARPA实施的THOR计划 全硅片上系统发射机工作频率为94G,将原来需要多个电路 即“太赫兹作战延伸后方计划”就是要通过 板、分立金属屏蔽组件和输入出电缆才能实现的系统集成压缩 太赫兹FS0随路将战区士兵连到远方本土光纤 成仅有成人指甲盖一半大小的硅款片，可利用它发出不可被形上 基础设施，使其具有宽带通信能力。与现有 多个系统进行通信，以满足包括前线部队 小型通信卫星、地面 的依靠射顿链路进行通讯相比较，采用THOR 终端等在内的毫米波应用需求。 计划后的数据传送速率得到大幅度的提升。 ELAST项目当前已进入第三阶段.正在开发频率138GHz(处于 设备性能提升的同时，其便携性和成本反面 得到进一步的降低。 天基网 2太赫兹技术最新发展动态 目前，太赫兹技术发展势头迅猛，美国、 俄罗斯、日本、韩国等主要军事强国致力于 太赫兹技术的开发和研究，在基础研究和成 用研究方面都取得了很大进展。 HOR构 2.1太赫兹通信速率不断提升 1)日本实现数据速率达105Gh的太精 发射机 图2美国DARPA“THOR”计划示意图 来自松下电器、广岛大学和日本国家 信息与通信研究所(NICT)的科研工作者 在2017年2月举办的EEE国际固态电路会议 (15SCC)上展示了其最新研发的太赫兹发射 机。该设备装置如图3所示.工作频率为290 315Gk、单通道数据速率可达105GM,通信 图31SS0C2017上展示的超宽带太韩兹发射机 All rights res ved http://www.cnki.ne
27 环境技术 / Environmental Technology 环境试验 nvironmental E Testing 图 2 美国 DARPA “THOR”计划示意图 美国目前正在以太赫兹技术为基础，开发 数据传输速率为25 Gb/s～250 Gb/s的卫星交链 通信系统。 3）实现陆海空天一体化通信组网 利用太赫兹通信技术可实现卫星互连，形 成天基通信网络；可以实现飞机之间互连， 形成空基通信网络；通过太赫兹通信，可将 机载通信设施与地面光纤网连接起来；也可 利用太赫兹波，通过机载通信设施转接，将 前方部署的士兵与本土地面光纤网连接，从 而形成天基、空基、水上、水下、地面一体 互连的全球通信栅格网络。 图2所示的美国DARPA实施的THOR计划 即“太赫兹作战延伸后方计划”就是要通过 太赫兹FSO链路将战区士兵连到远方本土光纤 基础设施，使其具有宽带通信能力。与现有 的依靠射频链路进行通讯相比较，采用THOR 计划后的数据传送速率得到大幅度的提升。 设备性能提升的同时，其便携性和成本反而 得到进一步的降低。 2 太赫兹技术最新发展动态 目前，太赫兹技术发展势头迅猛，美国、 俄罗斯、日本、韩国等主要军事强国致力于 太赫兹技术的开发和研究，在基础研究和应 用研究方面都取得了很大进展。 2.1 太赫兹通信速率不断提升 1）日本实现数据速率达105 Gb/s的太赫兹 发射机 来自松下电器、广岛大学和日本国家 信息与通信研究所（NICT）的科研工作者 在2017年2月举办的IEEE国际固态电路会议 （ISSCC）上展示了其最新研发的太赫兹发射 机。该设备装置如图3所示，工作频率为290～ 315 GHz、单通道数据速率可达105 Gb/s，通信 带宽比即将投入应用的5G移动通信系统还要快10倍。 2）美国采用太赫兹波多路复用数据传输技术实现50 Gb/s通信 速率 美国布朗大学的研究人员在2017年8月展示了利用太赫兹波进 行多路复用数据传输的方法，数据传输速率可达50 Gb/s，比当前 最快的蜂窝网络快约100倍[8]，此太赫兹通信技术进展将使得下一 代超高带宽无线网络通信成为可能。 2.2 太赫兹器件在频率、功率等技术性能上获得重大突破 1）美国DARPA推动138 GHz以上全硅发射机集成电路开发 美国DARPA基于所实施的“高效线性化全硅发射机集成电路 （ELASTx）项目”，研发出了可工作于毫米波频率条件下的全硅 集成电路，下一目标是实现138 GHz以上的工作频率[9]。 全硅片上系统发射机工作频率为94 GHz，将原来需要多个电路 板、分立金属屏蔽组件和输入/输出电缆才能实现的系统集成压缩 成仅有成人指甲盖一半大小的硅芯片，可利用它发出不同波形与 多个系统进行通信，以满足包括前线部队、小型通信卫星、地面 终端等在内的毫米波应用需求。 ELASTx项目当前已进入第三阶段，正在开发频率138 GHz（处于 图 3 ISSCC 2017 上展示的超宽带太赫兹发射机
E“/环境试验 太赫兹频段范围)、带宽8GH的全硅片上系统发射机。 国际先进水平。 2)中国科学院半导体研究所研制出面向860GHz CMOS太赫兹图像传感器的像素器件 3结语 据2017年6月国内媒体报道，中国科学院刘力源团队 在频谱资源日益紧张的今天，尚未完全开发的太赫 研制出了面向860 GHz CMOS太赫兹图像传感器的像素器 兹波频段具有巨大的研究和应用价值。太赫兹技术被称 件及其集成化低噪声信号处理电路。器件采用了自主设 为下一代T技术基础，可能成为6G、G移动通信关键实 计的CMOS片上天线、太赫兹波段匹配网络和高电压响应 现技术。在军事通信领城，它可轻松解决战场信息传输 度晶体管结构，为实现单片集成高分辨率太赫兹图像传 带宽受限的问题，满足未来战争大容量通信要求，因此 感器莫定了基础。基于像素器件，有望进一步实现大面 成为各军事大国挖掘和开发的“宝藏”。在太赫兹波的 阵CMOS太赫兹图像传感器，从而提升我国在太赫兹成像 规划、开发和利用中抢占先机就意味着对未来战争信息 领域的国际竞争力。 优势的把握。 (3)中国航天科工二院207所大功率太赫兹器件研 制获重大突破，填补国内空白 据2016年5月的媒体报道，中国航天科工二院207所 参考文献： 研制出了高性能螺旋波导，该螺旋波导是毫米波和太赫 [11 Shian U.Hwu.Kanishka B.desava.Cindy T.Sh.Terohertz (THz) wireless systems for space applicationsIC].Sensors Applcations 兹波放大器的核心部件，螺旋波导的应用可使信号功率 Symposium5AS.2013.171-175. 放大倍数提升至1000倍以上。 atelite link 螺旋波导为大功率的太赫兹器件研制奠定了基础， w.nict.go.ip/en/ 2072012m18041 有效地推动了我国太赫兹波辐射源技术的发展和太赫兹 间雷红文，王虎，杨烟，等，太玻技术空同应用进展分与望 空间电子技术，20172外1-7 技术的工程应用。 冈李大圣，邓楚强，刘振华.大赫址成像雷达系统研究进展小.微波学 2.3日本开发出超导太赫兹光源，有助于实现超高密 报，2015,3182-87. 度移动体通信 问赵国忠，申感春，刘影.太轴拉技术在军事和安全领或的应用).电 子测量与位器学招，2015.29(8：1097-1101. 据2018年1月媒体报道，日本京都大学和筑波大学的 问沈阳，李修和，李勇.雷站茶备复杂电磁环适应性评价研究川.装 %环境工程，2014,1131-5 研究小组在高温超导太赫兹光源器件上成功发射出单光 吕治辉，张栋文，赵增弄，等.太赫基雷达技术研究国防科技 源发射、最高圆偏振度达9.7%的太赫兹电磁波。 自2007年发明了利用高温超导纳米结构持续产生太 4201695-707 赫兹光源之后，太赫兹光源的实用化已在世界各地展开 []首次大赫球多路复用数细传输试验将透信速率提高100倍O8 OL].http://www.dsti.net/information/News/105959.2017-08 了广泛和深入的研究。如果将超导太赫兹光源投入实际 14/2018-04-16. 应用，将有望在现有的以半导体为中心的太赫兹技术领 10]DARPA成功开发出94吉赫兹全硅片上系使爱射机OB/O] http://www.dstunet/Information/News/107658.2017-12-12/2018 域取得革命性进展。 04-16 2.4全固态太赫兹成像雷达系统样机研制成功 11】开爱大光酒实现超离密度路动体通信IOB/OL.http://www 2016年，中国电子科技集团公司第十四研究所成功 研制出了我国第一台全固态太赫兹成像雷达系统样机。 作者简介 对该样机进行了太赫兹宽带一维距离像和ISAR成像试 安国雨(1964-)，男，1987年毕业于天津大学电子材料与元器 验，设备成像分辨率、成像副瓣电平等技术指标均达到 件专业，离级工程师，主要从事射频集成电路、ED照明等研究工作， 18年4月/er1201828 ?1994-2018 China Academic Journal Eleetronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
2018 年 4 月 / April 2018 28 nvironmental E Testing 环境试验 太赫兹频段范围）、带宽8 GHz的全硅片上系统发射机。 2）中国科学院半导体研究所研制出面向860 GHz CMOS太赫兹图像传感器的像素器件 据2017年6月国内媒体报道，中国科学院刘力源团队 研制出了面向860 GHz CMOS太赫兹图像传感器的像素器 件及其集成化低噪声信号处理电路。器件采用了自主设 计的CMOS片上天线、太赫兹波段匹配网络和高电压响应 度晶体管结构，为实现单片集成高分辨率太赫兹图像传 感器奠定了基础。基于像素器件，有望进一步实现大面 阵CMOS太赫兹图像传感器，从而提升我国在太赫兹成像 领域的国际竞争力。 （3）中国航天科工二院207所大功率太赫兹器件研 制获重大突破，填补国内空白 据2016年5月的媒体报道，中国航天科工二院207所 研制出了高性能螺旋波导，该螺旋波导是毫米波和太赫 兹波放大器的核心部件，螺旋波导的应用可使信号功率 放大倍数提升至1 000倍以上。 螺旋波导为大功率的太赫兹器件研制奠定了基础， 有效地推动了我国太赫兹波辐射源技术的发展和太赫兹 技术的工程应用。 2.3 日本开发出超导太赫兹光源，有助于实现超高密 度移动体通信 据2018年1月媒体报道，日本京都大学和筑波大学的 研究小组在高温超导太赫兹光源器件上成功发射出单光 源发射、最高圆偏振度达99.7 %的太赫兹电磁波[10]。 自2007年发明了利用高温超导纳米结构持续产生太 赫兹光源之后，太赫兹光源的实用化已在世界各地展开 了广泛和深入的研究。如果将超导太赫兹光源投入实际 应用，将有望在现有的以半导体为中心的太赫兹技术领 域取得革命性进展。 2.4 全固态太赫兹成像雷达系统样机研制成功 2016年，中国电子科技集团公司第十四研究所成功 研制出了我国第一台全固态太赫兹成像雷达系统样机。 对该样机进行了太赫兹宽带一维距离像和ISAR成像试 验，设备成像分辨率、成像副瓣电平等技术指标均达到 国际先进水平。 3 结语 在频谱资源日益紧张的今天，尚未完全开发的太赫 兹波频段具有巨大的研究和应用价值。太赫兹技术被称 为下一代IT技术基础，可能成为6G、7G移动通信关键实 现技术。在军事通信领域，它可轻松解决战场信息传输 带宽受限的问题，满足未来战争大容量通信要求，因此 成为各军事大国挖掘和开发的“宝藏”。在太赫兹波的 规划、开发和利用中抢占先机就意味着对未来战争信息 优势的把握。 [1] Shian U. Hwu, Kanishka B. deSilva, Cindy T. Jih. Terahertz (THz) wireless systems for space applications[C]. Sensors Applications Symposium (SAS), 2013, 171–175. [2] Terahertz wireless could make spaceborne satellite links as fast as fiber-optic links [DB/OL]. https://www.nict.go.jp/en/ press/2017/02/06-1.html, 2017-02-06/2018-04-16. [3] 雷红文 , 王虎 , 杨旭 , 等 . 太赫兹技术空间应用进展分析与展望 [J]. 空间电子技术 , 2017(2):1-7. [4] 李大圣 , 邓楚强 , 刘振华 . 太赫兹成像雷达系统研究进展 [J]. 微波学 报 , 2015, 31(6):82-87. [5] 赵国忠 , 申彦春 , 刘影 . 太赫兹技术在军事和安全领域的应用 [J]. 电 子测量与仪器学报 , 2015, 29(8):1097-1101. [6] 沈阳 , 李修和 , 李勇 . 雷达装备复杂电磁环境适应性评价研究 [J]. 装 备环境工程 , 2014,11(3):1-5. [7] 吕治辉 , 张栋文 , 赵增秀 , 等 . 太赫兹雷达技术研究 [J]. 国防科技 , 2015, 36(2):23-26. [8] 顾立 , 谭智勇 , 曹俊诚 . 太赫兹通信技术研究进展 [J]. 物理 , 2013, 42(10):695-707. [9] 首次太赫兹多路复用数据传输试验将通信速率提高 100 倍 [OB/ OL]. http://www.dsti.net/Information/News/105959, 2017-08- 14/2018-04-16. [10] DARPA 成 功 开 发 出 94 吉 赫 兹 全 硅 片 上 系 统 发 射 机 [OB/OL]. http://www.dsti.net/Information/News/107658, 2017-12-12/2018- 04-16. [11] 开发太赫兹光源实现超高密度移动体通信 [OB/OL]. http://www. keguanjp.com/kgjp_keji/kgjp_kj_newtech/pt20180111104054. html, 2018-01-11/2018-04-16. 参考文献 : 作者简介 : 安国雨（1964- ），男，1987 年毕业于天津大学电子材料与元器 件专业，高级工程师，主要从事射频集成电路、LED 照明等研究工作