近日,網(wǎng)傳俄羅斯軍用電子技術專家稱中國和俄羅斯正在積極開發(fā)一種大有前途的新體制雷達技術——太赫茲雷達,并預言這種新雷達將來會用在俄羅斯和中國的第五代、第六代戰(zhàn)斗機上,并徹底顛覆現(xiàn)有的空戰(zhàn)信息獲取模式。那么,太赫茲究竟是個啥?
PART.01
太赫茲究竟是個啥?

太赫茲是一種波長介于紅外線與微波之間的電磁波,其頻率約為1萬億赫茲,具有很強的穿透性,可以應用于大氣與環(huán)境監(jiān)測、通訊、反恐、國家安全等多個重要領域。
美國政府將太赫茲技術評為“改變未來世界的十大技術之一”,日本更是將太赫茲技術列為“國家支柱十大重點戰(zhàn)略目標”之首。歐洲、亞洲、澳大利亞等許多國家和地區(qū)政府、企業(yè)、大學和研究機構紛紛投入到太赫茲技術的研發(fā)熱潮之中。我國開始重視太赫茲研究,始于上世紀90年代,國家在科技領域的長期規(guī)劃中都對太赫茲研究進行了明確部署。
相較于傳統(tǒng)的雷達和紅外設備而言,太赫茲的優(yōu)勢很突出。在軍事領域中,太赫茲設備特有的穿墻能力,可以對“墻后”物體進行三維立體成像,探測隱蔽的武器、偽裝埋伏的武裝人員、顯示沙塵或煙霧中武器裝備。而在安檢方面,太赫茲成像技術可以有效識別傳統(tǒng)安檢儀器無法識別的危險品,太赫茲成像具有獨特優(yōu)勢,目前已經初步應用于檢查郵件、識別炸藥及無損探傷等安全領域。
太赫茲技術的核心就是頻率為0.1THz到10THz的電磁波,頻譜范圍介于毫米波與紅外光之間。由于該頻段的電磁波既不完全適合用光學理論來處理,也不完全適合用微波理論來研究,所以相關研究結果和數(shù)據(jù)一度非常稀少。然而,隨著對“太赫茲”的了解日漸深入,人們發(fā)現(xiàn)太赫茲電磁波具有輻射小、透射性好、方向性強、通信傳輸容量大等突出特點,軍事應用前景極為廣闊。

PART.02
太赫茲的應用場景
如果技術成熟,太赫茲技術在軍事領域、民生領域至少會在以下幾個行業(yè)中產生顛覆性的效果。
01
軍事領域
太赫茲技術有望“看透”復雜戰(zhàn)場。利用太赫茲技術研制的探測裝置可“看透”建筑墻體,是復雜戰(zhàn)場環(huán)境下搜索敵蹤的理想技術,不僅可遠距離探測放置路邊或埋于地下的爆炸物,更可將躲藏在民居內的武裝人員和武器盡收眼底。
太赫茲的另一大神奇之處就是對爆炸物有靈敏的“嗅覺”。利用不同物體對太赫茲波的不同吸收特性,可實現(xiàn)對爆炸物等危險品的探測識別,避免X射線和金屬探測器對非金屬危險品、毒品和爆炸物的“麻痹大意”。2014年6月,德國成功研制出基于太赫茲技術的“T-COGNITION”安檢設備,能在幾秒鐘內確定目標物品內部的具體物質。通過測定“炭疽熱”粉末等對太赫茲波的吸收情況,還可成為防止生物恐怖襲擊的一面無形盾牌。
另外,太赫茲技術還可對物體進行全方位高精度測量。美國研究人員利用脈沖中心頻率為1太赫茲的電磁波對航天材料進行安全體檢,可成功檢測出隱藏在材料內部的缺陷,相關設備將在戰(zhàn)略導彈、航空航天結構材料監(jiān)測評估中發(fā)揮重要應用。

太赫茲技術還是可以讓“隱身兵器”無處遁形的“大殺器”。通常所說的隱身技術其實只是降低被敵方雷達發(fā)現(xiàn)的幾率,采用的技術主要有兩方面,其一是利用特別的外形設計,把射來的雷達波反射到其他方向,從而使雷達無法接收到回波;其二是在物體表面增加涂層或形成等離子云來吸收電磁波。然而,這些絕招在太赫茲電磁波面前就不管用了。
太赫茲波包含豐富的頻率和寬廣的帶寬,能以成千上萬種頻率發(fā)射納秒乃至皮秒級電磁脈沖信號,大大超出現(xiàn)有隱身技術的“屏蔽”范圍。而且,太赫茲波的波長極短,這意味著可探測更小的目標,定位也更精確。
02
民生領域
在安檢領域,由于太赫茲的穿透能力很強,不僅能探測到金屬,對非金屬、膠體、粉末、陶瓷、液體等危險物品都能識別,大大提升案件效率。一旦成熟運用,至少先通過安檢門,然后全身被工作人員用手持式金屬探測器掃了個遍的情況會成為歷史。目前太赫茲人體安檢儀器已經在國內外投入使用了。

在通信領域,頻率越高通信容量就越大。而太赫茲波在性能上兼具微波通信以及光波通信的優(yōu)點,包括傳輸速率高、容量大、方向性強、安全性高及穿透性強等。太赫茲無線通信可以承載更大的信息量,解決目前信息傳輸受制于帶寬的問題,是目前所知的滿足大數(shù)據(jù)無線傳輸速率通信要求的唯一通信手段。
在雷達領域,由于太赫茲的波長很短遠小于微波與毫米波的波長,能達到更高的精度,而且穿透力遠遠強于激光雷達。而且太赫茲擁有非常寬的帶寬,能夠監(jiān)測到更多的物體,隨機技術和成本等因素的改善,幫尼相信它會在汽車無人駕駛領域有更好的作為。