0引言
太赫兹波(Terahertz,THz)是指频率在0.1~10THz (波长在30μm~3mm)波段内的电磁波，也被称为“T 射线”，其频谱介于微波与红外光之间，是人类尚未完全认知和利用的频段，在电磁频谱上形成所谓“太赫兹空隙(THz gap)”。近年来，随着各国持续加大对太赫兹技术的投入力度，太赫兹理论和基础器件水平得到了快速发展和提高，其应用涵盖了雷达探测、电子对抗、大气环境监测、医学成像、安全检查等领域。本文将着重介绍太赫兹雷达的特点及其应用。 1太赫兹雷达的特点
太赫兹频谱的特殊位置赋予了太赫兹波一系列技术特点，当应用于雷达探测领域时，其特点主要有: (1)测速精度高
深圳长城光纤太赫兹雷达频率高，多普勒带宽大，因而多普勒效应明显，具有良好的多普勒分辨力，测速精度高。(2)跟踪精度高
太赫兹雷达波长短，因而波束宽度小，具有极高的空间分辨力，跟踪精度高。
(3)抗干扰能力强
太赫兹雷达的极窄天线波束可以减少干扰信号进入雷达主瓣波束的机会，具有低被截获性能，抗干扰性能好。
(4)成像分辨率高
太赫兹雷达频率高，带宽大，成像分辨率高，因而具有很高的目标识别能力。 可得性国际上进行太赫兹雷达研究的机构主要有美国的JPL实验室和STL实验室、德国的Fraunhdfer研究室、以列的Ariel大学、西班牙Madrid Ciudad大学等，而国内进行太赫兹雷达研究的机构主要有中科院电子所、国防科技大学、中国工程物理研究院、北京理工大学、电子科技大学等。受限于当前太赫兹器件的发展水平和强烈的大气衰减，目前太赫兹雷达主要应用于成像领域，工作频率集中于太赫兹低端，如140GHz、220GHz等，成像距离在几米到几百米，成像分辨率在cm量级，例如，德国的220GHz太赫兹成像雷达COBRA-220，其主要应用于近距离隐藏武器的探测、军营和舰艇的防护，作用距离为500m，成像分辨率为1.8cm。图1为该系统对汽车目标的成像结果。
图1COBRA-220对汽车目标的成像结果
另外，美国DAPPA开发的视频合成孔径雷达(ViSAR)，工作频段0.2315~0.235THz，作用距离高达10k
m，分辨率为0.2m，图像帧速率大于5Hz，目标是透过云层、灰尘和其他遮蔽物进行ViSAR成像，并能够定位机动目标。2017年的最新报告表明，该雷达成功获取了被云层遮蔽的地面目标的实时、全运动视频图像。目前的太赫兹雷达远距离探测系统多停留在研究论证阶段，鲜有试验系统报道。
3太赫兹雷达应用
太赫兹雷达的诸多特点赋予了其在军事应用领域的广阔应用前景，如空间目标识别、弹道导弹预警、
太赫兹雷达的特点及其应用
董坤
(中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥230088)
【摘要】太赫兹频谱处于电子学向光子学过渡区域，具有透射性好、方向性强、频谱宽等一系列特点。太赫兹雷达是利用太赫兹技术对目标进行探测、跟踪并获取目标特性的雷达，具有探测精度高、抗干扰能力强、分辨率高等诸多优点。论文介绍了太赫兹雷达的特点，以及太赫兹雷达的国内外研究现状，探讨了太赫兹雷达的主要应用。
【关键词】太赫兹；太赫兹雷达；太赫兹成像；太赫兹探测
中图分类号:TN959.6文献标识码:A DOI:10.19694/jki.issn2095-2457.2021.03.21
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导弹精确制导、反隐身探测等。另外，由于地面太赫兹波衰减严重，因而太赫兹雷达的理想应用场景应是对流层以外的空间。
(1)空间目标识别
由于太赫兹雷达频率高、带宽大，因而其具有很高的探测和成像分辨力，非常有利于目标成像识别，因此，可作为目标识别雷达使用。另外，由于太赫兹雷达多普勒分辨率高，因而可对慢速运动目标形成较大的多普勒频移，能够提高对蠕动目标的发现和识别能力。最后，太赫兹雷达体积小、重量轻、结构紧凑，有利于天线的快速扫描，从而实现较高的数据率，实现目标识别快速响应。
(2)弹道导弹预警
弹道导弹目标进入飞行中段，火箭发动机停止工作，弹箭分离，弹头红外特征明显降低，同时导弹释放出许多干扰目标作为诱饵与真实弹头并飞，提升了突防概率。地基雷达由于工作机理限制，无法对中段弹道导弹目标进行高精度跟踪，若利用天基太赫兹雷达进行跟踪，则可以大大拓展跟踪范围，同时跟踪精度提高。太赫兹雷达对目标回波中微小的多普勒变化非常敏感，可获取目标微动信息，从而提高弹头的识别能力。
(3)导弹精确制导
导弹导引头通过接收目标自辐射或反射的能量，形成控制命令并跟踪目标，引导武器攻击目标。与微波雷达相比，太赫兹雷达波束更窄、方向性更好，可以探测和跟踪更小的目标，因而可以大幅度提高打击精度。受制于大气衰减，太赫兹雷达通常只能用作末制导。在实战中，需要在常规制导方法进入近距离攻击范围时，采用无缝制导切换技术，近距离使用太赫兹波制导，实现高精度打击目的。
(4)反隐身探测
相比于微波雷达，太赫兹雷达具有反隐身的能力。一方面，隐身飞行器的材料表面常见的一些微小凸起或者缝隙在太赫兹波段处于光学区，散射强度大,RCS可能会明显增大；另一方面，在目前的技术条件下，隐形材料一般是针对微波频段的雷达而设计，在太赫兹频段难以发挥作用。因而可将太赫兹雷达和传统微波雷达、光学传感器相结合，搭建协同探测系统，通过各传感器优势互补，可实现对隐身飞机的探测、跟踪、识别和打击。
4结语数字大炮
我眼中的冬天近些年，太赫兹基础器件水平的提升促进了太赫兹雷达的研究，并取得了一定的进展，但太赫兹雷达距离实际应用还有很长的路要走，相信随着研究的深入，太赫兹雷达的研究必将取得突破性进展。
【参考文献】
[1]刘盛纲，钟任斌.太赫兹科学技术及其应用的新发展[J].电子科技大学学报,2009(5):481-486.
[2]李晋.太赫兹雷达系统总体与信号处理方法研究[D].成都：电子科技大学,2011.
[3]吕治辉，张栋文，赵增秀，等.太赫兹雷达技术研究[J].国防科技,2015 (2):23-26.
[4]李大圣，邓楚强，刘振华，等.太赫兹成像雷达系统研究进展[J].微波学报,2015(6):82-87.
[5]罗玉文，王鹤磊，胡忠明.太赫兹波在雷达领域的应用前景分析[J].电子科技,2014(11):163-166.
[6]刘丰，朱忠博，崔万照，等.太赫兹技术在空间领域应用的探讨[J].太赫兹科学与电子信息学报,2013(6):857-866.
[7]杨光鲲，袁斌，谢东彦，等.太赫兹技术在军事领域的应用[J].激光与红外,2011(4):376-380.
[8]徐军，罗积军，李喜来，等.超宽带THz雷达反隐身技术研究[J].光学技术,2006(S1):513-515.特殊护理
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