太赫兹雷达技术

太赫兹波泛指频率在0.1～10THz波段内的电磁波，波长对应3mm～30μm，狭义的太赫兹指0.3～3THz，位于微波和红外之间，处于电子学向光学的过渡频段。

近年来，随着太赫兹波产生、探测、传输等技术的逐步发展，太赫兹频段已成为军事高科技竞争的新的战略制高点，太赫兹雷达实验系统不断涌现。相比于微波雷达，太赫兹雷达波长短、带宽大，具有极高的“空时频”分辨力：在空间上意味着成像分辨率高，同时目标粗糙和细微结构变得可见，能够对目标特征进行精细刻画；在时间上意味着成像帧率高，有利于对目标实时成像和引导武器系统精确打击；在频谱上意味着多普勒敏感，有利于微动探测和高精度速度估计。此外，太赫兹雷达波束窄使得天线增益和角跟踪精度高；频段宽容易实现抗干扰，而严重的大气衰减对太赫兹雷达客观上也形成了保护；器件小使系统可以高度集成化、小型化、阵列化，适合于小型无人机及其集群、卫星、导弹等平台搭载；能够反材料隐身和外形隐身，并利用传播特性近光学特点大量使用准光器件对波束进行扩束、聚焦、准直等调控。相比于激光雷达，太赫兹波穿透烟雾、浮尘、沙土的能力更强，且对空间高速运动目标的气动光学效应与热环境效应不敏感，可用于复杂环境作战与空间高速运动目标探测。

图1 太赫兹雷达系统发展历程

太赫兹技术和太赫兹雷达正处于实验验证向实际应用过渡阶段，基础和应用研究均呈现出强劲发展的势头。尽管在器件成熟程度、性能极限、应用方式等方面存在争议，但其科学价值、应用前景和发展潜力得到愈来愈多的关注和认可。

国防科技大学王宏强研究员团队在《雷达学报》2018年第1期“太赫兹雷达目标特性与探测技术”专题“太赫兹雷达技术”（王宏强，邓彬，秦玉亮）一文中回顾和介绍了电子学和光学太赫兹雷达系统历史、现状和最新进展，对太赫兹雷达目标特性从机理、计算、测量3个方面进行了梳理和概要介绍，同时阐述了太赫兹ISAR、SAR、阵列和孔径编码成像研究状况，简要介绍了太赫兹雷达在预警探测、安检反恐等领域的应用，最后对太赫兹雷达技术的发展方向进行了展望。

图2 频率0.6 THz时T64坦克2维多普勒成像

太赫兹雷达作为一项基于光电交叉学科的新兴技术有着重要的学术和应用价值，尽管取得了很多重要的成果，但仍不够成熟，需要进一步深入研究，充分利用这一频段资源，填补微波与红外之间的空白，最终推动雷达学科发展并促进其在军民领域的重要应用。
 

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