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太赫兹技术打造“火眼金睛”

2018.5.25

在电视剧《西游记》中,孙悟空有着一双火眼金睛,能够分辨妖魔鬼怪,识别魑魅魍魉。在未来战场上,人们也将拥有“火眼金睛”。让人类这一梦想得以实现的,就是太赫兹技术。

太赫兹技术的核心在于太赫兹波,它是一种频率在0.1~10太赫兹波段内的电磁波,位于红外电磁波和微波之间。正是由于太赫兹波在电磁频谱中的特殊位置,它才具备了微波和红外辐射所不具有的独特属性。

一是可对物体进行三维立体成像,实现高精度写真。太赫兹波频率高、波长短、信噪比高,而且传输损耗小,可以轻轻松松穿透墙体,对“墙后”物体进行三维立体成像,探测隐蔽的武器、伪装的武装人员和受到遮障的坦克、火炮等装备,是复杂战场环境下寻敌成像的理想技术。另外,太赫兹波独特的吸收特性非常利于爆炸物的检测,可以避免X射线和金属探测器对非金属危险品的“无可奈何”,如“火眼金睛”一般探测识别危险品。2014年6月,德国研究人员研制成功太赫兹安检设备,几秒钟就能确定物品的内部属性,目前已经初步应用于检查邮件、识别炸药及无损探伤等安全领域。

二是对抗隐身技术,打造反隐身“利器”。众所周知,隐身技术主要依靠形状、吸波涂层等方式吸收或改变雷达波的传播方向,进而达到隐身目的。在隐身技术应用之后,常规的雷达在探测截面很小的隐身武器时显得“力不从心”。但是,基于太赫兹技术的新型雷达拥有小于一毫米的波长,可用于探测更小目标并精确定位,能够发现先进的隐身战机。同时,太赫兹波包含多频率和广带宽,大大超出现有隐身技术的作用范围,让隐身目标无处遁形。此外,太赫兹雷达还可安装在卫星和侦察机上,用于发现更多的隐藏目标,可为地质勘探、搜寻救援等工作提供新的技术手段。

三是进行大数据传输,保证通信安全。在军事通信领域,无线电波频段一般在500MHz~5GHz的范围,目前其频段资源已日趋稀缺,而太赫兹波可承载更大的数据传输量,能轻松解决战场信息传输受制于带宽的问题,满足未来战争大数据传输速率的通信要求。太赫兹技术还集成了微波通信与光通信的优点,具有传输速率高、容量大、方向性强、安全性高及穿透性好等诸多特性,在军事通信应用领域前景广阔,已成为各国挖掘开发的热点。目前,美国正以太赫兹技术为基础,开发数据传输速率为25-250Gbps的卫星交链通信系统。同时,太赫兹波遇到大气衰减时,其信号无法被敌方无线电监听,可实现隐蔽的近距离通信。

可以预见,作为21世纪的重大新兴技术之一,太赫兹技术将在军事领域发挥越来越重要的作用。


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