解密：改变安检形式的太赫兹，究竟有多么神奇！

发布时间：

2024-05-30

近日，网传俄罗斯军用电子技术专家称中国和俄罗斯正在积极开发一种大有前途的新体制雷达技术——太赫兹雷达，并预言这种新雷达将来会用在俄罗斯和中国的第五代、第六代战斗机上，并彻底颠覆现有的空战信息获取模式。那么，太赫兹究竟是个啥？PART.01 太赫兹究竟是个啥？…

近日，网传俄罗斯军用电子技术专家称中国和俄罗斯正在积极开发一种大有前途的新体制雷达技术——太赫兹雷达，并预言这种新雷达将来会用在俄罗斯和中国的第五代、第六代战斗机上，并彻底颠覆现有的空战信息获取模式。那么，太赫兹究竟是个啥？

PART.01

太赫兹究竟是个啥？

太赫兹是一种波长介于红外线与微波之间的电磁波，其频率约为1万亿赫兹，具有很强的穿透性，可以应用于大气与环境监测、通讯、反恐、国家安全等多个重要领域。

美国政府将太赫兹技术评为“改变未来世界的十大技术之一”，日本更是将太赫兹技术列为“国家支柱十大重点战略目标”之首。欧洲、亚洲、澳大利亚等许多国家和地区政府、企业、大学和研究机构纷纷投入到太赫兹技术的研发热潮之中。我国开始重视太赫兹研究，始于上世纪90年代，国家在科技领域的长期规划中都对太赫兹研究进行了明确部署。

相较于传统的雷达和红外设备而言，太赫兹的优势很突出。在军事领域中，太赫兹设备特有的穿墙能力，可以对“墙后”物体进行三维立体成像，探测隐蔽的武器、伪装埋伏的武装人员、显示沙尘或烟雾中武器装备。而在安检方面，太赫兹成像技术可以有效识别传统安检仪器无法识别的危险品，太赫兹成像具有独特优势，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。

太赫兹技术的核心就是频率为0.1THz到10THz的电磁波，频谱范围介于毫米波与红外光之间。由于该频段的电磁波既不完全适合用光学理论来处理，也不完全适合用微波理论来研究，所以相关研究结果和数据一度非常稀少。然而，随着对“太赫兹”的了解日渐深入，人们发现太赫兹电磁波具有辐射小、透射性好、方向性强、通信传输容量大等突出特点，军事应用前景极为广阔。

PART.02

太赫兹的应用场景

如果技术成熟，太赫兹技术在军事领域、民生领域至少会在以下几个行业中产生颠覆性的效果。

军事领域

太赫兹技术有望“看透”复杂战场。利用太赫兹技术研制的探测装置可“看透”建筑墙体，是复杂战场环境下搜索敌踪的理想技术，不仅可远距离探测放置路边或埋于地下的爆炸物，更可将躲藏在民居内的武装人员和武器尽收眼底。

太赫兹的另一大神奇之处就是对爆炸物有灵敏的“嗅觉”。利用不同物体对太赫兹波的不同吸收特性，可实现对爆炸物等危险品的探测识别，避免X射线和金属探测器对非金属危险品、毒品和爆炸物的“麻痹大意”。2014年6月，德国成功研制出基于太赫兹技术的“T-COGNITION”安检设备，能在几秒钟内确定目标物品内部的具体物质。通过测定“炭疽热”粉末等对太赫兹波的吸收情况，还可成为防止生物恐怖袭击的一面无形盾牌。

另外，太赫兹技术还可对物体进行全方位高精度测量。美国研究人员利用脉冲中心频率为1太赫兹的电磁波对航天材料进行安全体检，可成功检测出隐藏在材料内部的缺陷，相关设备将在战略导弹、航空航天结构材料监测评估中发挥重要应用。

太赫兹技术还是可以让“隐身兵器”无处遁形的“大杀器”。通常所说的隐身技术其实只是降低被敌方雷达发现的几率，采用的技术主要有两方面，其一是利用特别的外形设计，把射来的雷达波反射到其他方向，从而使雷达无法接收到回波；其二是在物体表面增加涂层或形成等离子云来吸收电磁波。然而，这些绝招在太赫兹电磁波面前就不管用了。

太赫兹波包含丰富的频率和宽广的带宽，能以成千上万种频率发射纳秒乃至皮秒级电磁脉冲信号，大大超出现有隐身技术的“屏蔽”范围。而且，太赫兹波的波长极短，这意味着可探测更小的目标，定位也更精确。

民生领域

在安检领域，由于太赫兹的穿透能力很强，不仅能探测到金属，对非金属、胶体、粉末、陶瓷、液体等危险物品都能识别，大大提升案件效率。一旦成熟运用，至少先通过安检门，然后全身被工作人员用手持式金属探测器扫了个遍的情况会成为历史。目前太赫兹人体安检仪器已经在国内外投入使用了。

在通信领域，频率越高通信容量就越大。而太赫兹波在性能上兼具微波通信以及光波通信的优点，包括传输速率高、容量大、方向性强、安全性高及穿透性强等。太赫兹无线通信可以承载更大的信息量，解决目前信息传输受制于带宽的问题，是目前所知的满足大数据无线传输速率通信要求的唯一通信手段。

在雷达领域，由于太赫兹的波长很短远小于微波与毫米波的波长，能达到更高的精度，而且穿透力远远强于激光雷达。而且太赫兹拥有非常宽的带宽，能够监测到更多的物体，随机技术和成本等因素的改善，帮尼相信它会在汽车无人驾驶领域有更好的作为。

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