国际通讯联盟已明确将下一代地面无线通信的频段指定为0.12 THz,太赫兹技术将成为未来6G乃至7G通信技术的基石。
根据电机电子工程师学会(IEEE)的标准,6G通信可能覆盖的频段范围与太赫兹频段高度重叠,进一步凸显了太赫兹技术在未来通信领域的重要地位。
太赫兹频段不仅支持超高速率的无线通信,被视为实现未来6G通信速率达到太比特每秒(Tbps)的关键备选方案,而且其丰富的光谱信息和无损检测能力也与6G感知与通信一体化的发展趋势紧密相连。
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太赫兹频段图示:
太赫兹辐射的频带宽度相较于微波而言,高达1000倍之多,这使得它成为卓越的宽带信息传输媒介,尤其适合用于局域网的宽带无线移动通信场景。另
由于太赫兹辐射在时域频谱上展现出极高的信噪比特性,因此在成像技术上也具有显著优势,广泛应用于太赫兹焦平面成像技术中。
太赫兹频段通常覆盖从0.1THz至10THz(甚至在某些定义中可延伸至30THz)的电磁波范围,这一广阔频段横跨毫米波与太赫兹之间,具有极为丰富的超大带宽频谱资源。
在国防军事与民用两大领域,太赫兹技术均展现出广泛的应用前景。
国防军事方面,主要应用于太赫兹雷达、感测技术、军工通信系统以及军用无损检测等领域。
在民用领域,太赫兹技术广泛涉足人体安全检查、工业无损检测、生物医学研究等多个方面。
从产业链角度来看,太赫兹技术的组件市场中,太赫兹源占据了较大的份额;在系统市场中,光谱系统则占据主导地位。在应用领域方面,非破坏性测试与研究实验室的应用共同贡献了超过60%的市场份额。
当前,我国正处于太赫兹技术应用拓展的初级阶段,随着政策的大力支持与研发成果的不断落地,有望推动相关产业的快速发展。
当前美国、欧洲及日本等众多国家和地区正加速投身于太赫兹技术的探索与应用拓展。
美国为国防部高级研究计划署与国家航空与航天局等权威机构引领众多太赫兹关键技术组件及系统研发的重大项目。
中国在太赫兹技术研究领域同样取得了突破进展,国内顶尖高校与科研机构,以电子科技大学和中国工程物理研究所为代表,已成功研发出多项太赫兹核心关键器件及通信原型系统的重要技术成果。
中国通过成立IMT-2030(6G)推进产业联盟,正积极促进太赫兹通信技术在未来6G网络中的融合与创新发展。
在太赫兹技术在安检安防领域方面,我国较早地参与布局。在地铁与机场外围等关键场所,主要采用的是被动式太赫兹人体安检设备,据公开资料显示,中国电子科技集团公司38所正引领着这一领域发展。
国内太赫兹技术的布局厂商众多,根据公开资料显示,久之洋聚焦太赫兹光谱仪产品和太赫兹成像仪产品;大恒科技涉及太赫兹光谱仪等应用产品的生产;同方股份与清华大学与国家纳米科学中心共同承担北京市科技计划课题“基于纳米材料的太赫兹人物同检技术研究”顺利通过验收;航锦科技通过其子公司威科射频专注于太赫兹通讯的高频材料研发和生产;海特高新在部分产品如光纤通讯及硅基氮化镓已实现量产,在太赫兹技术领域加速布局;天海防务与朱光亚研究院合作,聚焦太赫兹技术的科技转化。亨通光电、凤凰光学、太景科技、万讯自控、硕贝德、长飞光纤等都有所布局。
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