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中国电科41所研发出成套太赫兹测试解决方案

导读: 有这样一个团队,十年磨一剑,稳扎稳打,将太赫兹测试频率发展到500GHz,研制的4种仪器和3种测试系统,全部覆盖了50GHz~500GHz频率范围,填补了国内空白,中国电子科技集团公司第41研究所成为世界上唯一能够提供成套测试解决方案的供应商。

电话、IPAD、手机等等被人们完全依赖的产品,随着数字化时代的发展,植入人们生活的同时,也精确折射出了人类掌握和使用频谱的能力。从电报到5G通讯,实际上就是一个关于如何更有效率利用频谱的故事……

有这样一个团队,十年磨一剑,稳扎稳打,将太赫兹测试频率发展到500GHz,研制的4种仪器和3种测试系统,全部覆盖了50GHz~500GHz频率范围,填补了国内空白,中国电子科技集团公司第41研究所成为世界上唯一能够提供成套测试解决方案的供应商。在“毫米波与太赫兹测量系统”项目第一完成人、中国电子科技集团公司测试仪器首席科学家年夫顺的带领下,该课题取得了“2018年度国家进步奖二等奖”的不菲成绩。

那么,究竟什么是太赫兹波呢?

太赫兹波又称远红外波,曾被评为“改变未来世界的十大技术”之一,它是电磁波段中最后一段未被人类充分认识和应用波段。由于频率高、脉冲短、穿透性强,且能量很小,对物质与人体的破坏较小,所以与X射线相比,太赫兹成像技术和波谱技术更具优势,在空间探测、医学成像、安全检查、宽带通信等方面具有广阔的前景。

2006年,刚刚从事太赫兹测试技术研究时,年夫顺带领团队把太赫兹技术研究常用的4种测试仪器和3种测试系统作为研制重点,并且提出了测试频率从50GHz开始,向更高频率逐步整体推进的发展思路。

中国电科41所研发出成套太赫兹测试解决方案

毫米波与太赫兹4种测试仪器和3种测试系统部分产品照片

十年如一日,创新团队稳扎稳打,逐步提高测试频率。团队开展了太赫兹核心芯片研究,解决了太赫兹器件问题,研制了50GHz~500GHz四种测量仪器和三种测量系统,填补了国内空白,实现了核心器件、部件、仪器到测试系统全产业链自主可控。“经过2017年和2018年的持续发展,目前测试频率已经可以到750GHz。”年夫顺对记者说。

仪器,是开展毫米波与太赫兹测试技术发展的基本工具和手段。从事相关技术研究和产品开发的高等院校、研究机构以及相关企业,都离不开测试仪器。年夫顺表示,团队开发研制了人体安检设备的核心部件,先进太赫兹检测技术提升了国产人体安检仪的检测灵敏度,同时也满足了空间通信、5G移动通信毫米波天线等设备的测试需求。

然而,年夫顺认为,太赫兹技术尚处于发展阶段,大多数仍处于关键技术攻关和技术熟化的过程,离大范围应用还有较大差距。

他提出,对于太赫兹技术的未来应用,应理性分析,对于关系到国家重大命脉的应用,可以不计成本,集中资金重点突破。对于太赫兹科学研究和工业应用,则要注重市场分析,支持能够工业化的太赫兹技术发展,把微波毫米波频段已经取得的成功经验和研究成果,转移到太赫兹波段,构建小型化、低成本、物美价廉的太赫兹系统。

边科研,边宣传,边推广应用,到2016年底,毫米波与太赫兹测试系统已用于国家“核高基”和“宽带移动通信”等重大专项,“风云”卫星、空中和天基通讯平台、成像雷达、新型人体安检仪等重点项目,用户超过200家,并远销海外。

“一旦毫米波与太赫兹技术成熟,大面积推广应用,项目科研成果将走出实验室进入生产线,不仅可以促进毫米波与太赫兹科学研究工作,而且还能够支撑毫米波与太赫兹产业发展。”尽管研制难度很大,但在年夫顺的带领下,团队创新的步伐始终没有停止,正以更高的激情、更饱满的热情,攀登更高的科技高峰,以实际行动为太赫兹技术研究和工程应用提供强有力支撑。

随着现代电子信息技术快速发展,微波频段电磁信号密度越来越高。我国雷达、通讯、安全检测、无损探测、生物医学、气象遥感、空间探测等领域相继采用了毫米波与太赫兹体制,激发了毫米波与太赫兹技术创造热情,促进了毫米波与太赫兹技术创新发展。

年夫顺指出,目前,750GHz测试仪器和测试系统已基本具备推广应用条件,即将投放市场,同时,团队正在开展1.1THz测试仪器和测试系统研制工作。

“此次获得国家奖,是对我们十几年工作的肯定,大大增强了我们的自信心,激励我们向更高的目标迈进,更重要的是提高了国产仪器的知名度,提高了国内广大用户使用国产仪器的信心,特别有利于国产仪器的进一步推广应用,必将带来更显著的经济效益和社会效益。”年夫顺说。

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