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谁先掌握太赫兹技术,谁就将占据未来军事制高点【2】

2017年03月31日08:40 | 来源:解放军报
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原标题:谁先掌握太赫兹技术,谁就将占据未来军事制高点

  对物体进行三维立体成像——

  特有的“指纹谱”可对各类物质进行精准识别

  时至今日,提起太赫兹,人们依旧能在无形中感受到它的神秘。处于电磁频谱开发“真空地带”的太赫兹,无法运用光学理论和微波理论合理解释,因而在上世纪90年代之前一度被人们“遗忘”。如今,随着人们对太赫兹研究的不断深入,太赫兹波独具特色的性质使得其在军事和安全领域有着广泛的应用前景。

  太赫兹的一大神奇之处就是对爆炸物极其灵敏的“嗅觉”。通过太赫兹波独特的吸收特性,可完成对爆炸物等危险品的探测识别。2014年6月,德国研究人员利用太赫兹扫描仪几秒钟内便可确定其内部物质的太赫兹“指纹谱”,经过与数据库的比对就能确定物品内部的具体名称。

  太赫兹技术还可对物体进行三维立体成像,对各类物体来个全身高精度写真。美国研究人员利用频率为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,避免相关设备由于材料的微小瑕疵在飞入太空后功亏一篑。该技术将在战略导弹、航空航天结构材料监测评估中发挥重要作用,美国甚至已经利用太赫兹检测系统来确保F-35战斗机的生产质量。

  除用于探测爆炸物外,利用太赫兹精确的“指纹谱”还可对各类物质进行分析识别。例如,利用太赫兹波可鉴别不同种类的毒品,通过测定“炭疽热”粉末等对太赫兹波的吸收情况,可有效防止生物恐怖袭击。事实上,正是通过与一些新兴前沿学科领域交叉融合,太赫兹才与生物医学、微纳米技术、材料科学、光电技术等学科发生了巧妙的“化学反应”,这不仅为太赫兹技术研究提供了一大批新兴技术手段,也为太赫兹世界描绘了更加宽广的美好未来。

  让隐身无处遁形——

  可实现全天候战场态势感知

  太赫兹技术目前在军事通信领域方兴未艾。在无线通信发展百余年后的今天,军事通信领域500MHz-5GHz频段资源日趋稀缺,太赫兹这一曾被“遗忘”的波段,聚集了微波通信与光通信的诸多优势,早已成为各军事大国挖掘开发的“宝藏”。太赫兹的频段相比广泛运用的微波通信要高出4个数量级,可承载更大的数据传输量,进而可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。

  未来,利用太赫兹无线网络传输高清影像资料,只要瞬间即可完成,这将在战场侦察过程中发挥重要作用。虽然太赫兹波在大气中传输时易受各类气候条件影响,传输距离有限,但在某些特殊情况下,这一“短板”恰恰成为太赫兹通信的又一技术“专长”。由于大气衰减可使信号根本无法传播到敌人的无线电监听机构中,因此可实现隐蔽的近距离通信。

  同时,战场态势感知也是太赫兹的一出“拿手好戏”。采用合成孔径技术的太赫兹雷达所使用的太赫兹波长要远远小于微波雷达所采用的电磁波,因此具有更高的分辨率和信噪比,可获取比微波雷达更清晰的目标外形特征,从而提高目标图像的分辨率。此外,太赫兹合成孔径雷达还具有优良的穿透沙尘烟雾的能力,可实现全天时、全天候战场态势感知,在军事侦察、军事测绘以及空间态势感知等领域中有着广阔的应用前景。

  太赫兹还可让隐身武器无处遁形。隐身技术主要靠形状、吸波涂层、形成等离子云吸收或改变雷达波传播方向等来实现隐身,这些绝招太赫兹几乎全部免疫。太赫兹波波长远小于微波与毫米波的波长,因而可用于探测更小目标并实现更精确定位。同时,太赫兹波又包含了丰富的频率和宽广的带宽,能以成千上万种频率发射纳秒级脉冲,进而大大超出现有隐身技术的“屏蔽”范围。

  经过20多年的发展,目前大功率太赫兹波辐射源和高灵敏度探测技术等相关研究都取得了突破性进展,未来太赫兹技术将在军事通信、战场侦察、精确制导、反隐身和电磁对抗等军事领域发挥重要作用。可以说,谁先掌握了太赫兹这一第五维战场的重要频段,谁就将占据未来军事制高点。(张乃千 谢琦)

(责编:王璐(实习生)、闫嘉琪)

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