美国国防高级研究计划局启动太赫兹电子计划

颠覆未来作战的前沿技术系列之太赫兹技术太赫兹波泛指频率位于红外和微波之间、0.1～10THz波段内的电磁波，处于宏观电子学向微观光子学的过渡阶段。

由于处于交叉过渡区，太赫兹波既不完全适合用光学理论来处理，也不完全适合用微波的理论来研究。

过去很长一段时间，太赫兹波段两侧的红外和微波技术的发展相对比较成熟，但是人们对太赫兹波段的认识仍然非常有限，形成了所谓的“太赫兹空白”。

近年来，太赫兹波以其独特的性能和广泛的应用而越来越受到世界各国的关注，已被国际科学界公认为是高科技领域的必争之地，其研究和应用对于未来作战与国家安全将具有重大的战略意义。

太赫兹波性能独特，蕴含巨大应用前景太赫兹技术之所以引起科学界广泛的关注，是由于太赫兹波频率上要高于微波，低于红外线；能量大小则在电子和光子之间，与其他频率的电磁波相比，具有很多独特的性质。

高穿透性，太赫兹波对许多介电材料和非极性物质具有良好的穿透性，可对不透明物体进行透视成像，是X射线成像和超声波成像技术的有效互补；低能量性，太赫兹光子能量只是X射线光子能量的约1%，太赫兹辐射不会导致光致电离而破坏被检质，非常适用于针对人体或其他生物样品的检查；吸水性，水对太赫兹辐射有极强的吸收性，太赫兹波不易穿透含水物体；瞬态性，太赫兹脉冲的典型脉宽在皮秒数量级，通过取样测量技术，能够有效地抑制背景辐射噪声的干扰；相干性，太赫兹的相干性源于其相干产生机制，能够直接测量电场的振幅和相位，从而方便提取样品的折射率、吸收系数、消光系数、介电常数等参数；指纹光谱，大多数极性分子和生物大分子的振动和转动能级间距都处在太赫兹波段，通过特有的光谱特征可以识别分子结构并分析物质成分，具有指纹般的惟一性，就像利用指纹可以识别不同的人一样，根据这些指纹谱，太赫兹光谱成像技术能够鉴别物体的组成成分。

太赫兹波的独特性能给通信、雷达、电子对抗、电磁武器、医学成像、安全检查等领域带来了深远的影响。

太赫兹的应用仍然在不断的开发研究当中，其广袤的科学前景为世界所公认。

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－３１１４．２０２４．０２．０１２引用格式：林方宇，朱辰，甘旭，等．ＲＩＳ辅助毫米波通感一体化关键技术与研究进展［Ｊ］．无线电通信技术，２０２４，５０（２）：３１２－３２７．［ＬＩＮＦａｎｇｙｕ，ＺＨＵＣｈｅｎ，ＧＡＮＸｕ，ｅｔａｌ．ＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＲＩＳ ａｓｓｉｓｔｅｄＭｉｌｌｉｍｅｔｅｒＷａｖｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｎｓｉｎｇａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＲａｄｉｏＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２４，５０（２）：３１２－３２７．］ＲＩＳ辅助毫米波通感一体化关键技术与研究进展林方宇１，朱　辰２，甘　旭１，王得志１，王建斌３，杨照辉１，陈晓明１，黄崇文１，张朝阳１（１．浙江大学信息与电子工程学院，浙江杭州３１００２７；２．浙江大学工程师学院，浙江杭州３１００１５；３．中国电信股份有限公司浙江分公司无线网络中心，浙江杭州３１００１４）摘　要：未来的６Ｇ系统需要同时满足多维性能需求，实现从万物互联到万物智联，因此，深度融合了传统定位、探测、成像等无线感知功能和无线传输功能的通信感知一体化（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｎｓｉｎｇａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＩＳＡＣ）技术是未来６Ｇ网络的一个重要发展趋势。

智能超表面（ＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｕｒｆａｃｅ，ＲＩＳ）凭借其可以通过编程来智能调控电磁波传输环境且低成本、低功耗等优势成为６Ｇ的关键性使能技术，并催生了使用ＲＩＳ辅助毫米波ＩＳＡＣ的新研究方向，其有望从底层架构到完整系统层面上解决６Ｇ新场景中的诸多难题、挑战。

阐述了ＲＩＳ辅助毫米波ＩＳＡＣ的起源与发展过程，介绍了其研究背景与国内外研究现状，指出并讨论了ＲＩＳ辅助毫米波ＩＳＡＣ研究中的一些关键技术，分析了该领域已有的一些研究成果，进而展望了ＲＩＳ辅助毫米波ＩＳＡＣ未来发展和面临的挑战。

太赫兹（Terahertz，缩写为THz）是频率单位, 1太赫兹等于1012赫兹。

太赫兹波是指频率0.1～10太赫兹、介于毫米波和红外线之间的电磁波。

太赫兹科学技术泛指直接研究和应用太赫兹波本身，以及利用太赫兹波研究开发的所有理论和应用，是一个非常重要、尚未开发的前沿领域。

太赫兹技术之所以具有特别的吸引力，是由于太赫兹辐射的如下特点：约50%的宇宙空间光子能量、大量星际分子的特征谱线在太赫兹范围内；大量有机分子转动和振动跃迁、半导体的子带和微带能量在太赫兹范围内；太赫兹辐射能穿透非金属和非极性材料，穿透烟雾和浮尘；太赫兹光子能量小，不会引起生物组织的光致电离。

因此，太赫兹技术在物体成像、环境监测、医疗诊断、射线天文、宽带通信、雷达等领域具有重大的科学价值和广阔的应用前景。

在世界范围，太赫兹辐射物理及其应用研究方兴未艾。

包括美国国防部、航空航天局在内，全世界已有100多个机构在从事相关研究，例如，日本政府把太赫兹技术确立为“国家支柱技术十大重点战略目标之首”予以支持。

由于信息化武器装备的工作频段逐步从微波及可见光区域向太赫兹波段延伸，太赫兹科学技术在军事上的重要性不言而喻。

谁优先掌握这一重要频段的相关技术，谁就有可能在军事上领先一个时代。

我们应该抓住太赫兹科学技术刚刚起步的机遇，不失时机地加速开展太赫兹领域的理太赫兹科学技术的军事应用张振伟　牧凯军　张存林论与应用研究，为我国的经济发展和国防建设做出贡献。

太赫兹波在军事上的优势太赫兹波的频率介于微波与红外之间，因此太赫兹系统兼顾电子学系统和光学系统的优势。

作为美国能源部的宣传页，从中可以一窥太赫兹技术的概貌。

电磁波谱图，注意太赫兹波段的位置。

一个尚待深入开发的频段资源，太赫兹波在军事上，尤其在雷达及目标识别、宽带通信、危险物探测和无损检测等方面具有潜在的应用前景。

在雷达及目标识别方面。

相对于微波，太赫兹波波长短、波束窄、方向性好，因此作用在目标上的功率密度高，成像的分辨率高，系统的体积小、易于实现空间功率合成。

美国国防高级研究计划局管理体制简析李辉;孙棕檀【摘要】美国国防高级研究计划局（DARPA）是美国国防部从事国防技术预先研究的主要机构，主要负责高新技术的研究、开发和应用，所承担的科研项目多为风险高、潜在军事价值大的项目，同时也是投资大，跨军种的中、远期项目。

自成立以来，DARPA为美军成功研发了大量先进武器技术，为美国积累了雄厚的科技储备，引领美国乃至世界军民两用高新技术研发的潮流。

其高效和专注创新的管理体制具有诸多特点，对我国具有一定的借鉴意义。

【期刊名称】《国际太空》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P27-30)【作者】李辉;孙棕檀【作者单位】中国航天系统科学与工程研究院;中国航天系统科学与工程研究院【正文语种】中文美国国防高级研究计划局（DARPA）是美国国防部从事国防技术预先研究的主要机构，主要负责高新技术的研究、开发和应用，所承担的科研项目多为风险高、潜在军事价值大的项目，同时也是投资大，跨军种的中、远期项目。

自成立以来，DARPA为美军成功研发了大量先进武器技术，为美国积累了雄厚的科技储备，引领美国乃至世界军民两用高新技术研发的潮流。

其高效和专注创新的管理体制具有诸多特点，对我国具有一定的借鉴意义。

DARPA是美国国防部重大科技攻关项目的组织、协调、管理机构和军事高新技术预研工作的管理部门。

其职责是创造革命性的新技术，给美国军方创造革命性的技术优势，避免敌方的“技术突袭”和给敌方创造“技术突袭”。

DARPA的研究范畴不局限于特定作战任务领域，发挥各军兵种科技研发工作和基础性研究工作之间的桥梁和纽带作用。

各军兵种研发机构的重点在满足指战员的近期作战需求上，无暇顾及未来作战需求。

但是能给军事技术带来重大变革的新科学、新想法、新概念和新技术往往是在基础性研究中首先被发现的，DARPA的任务就是投资可能带来革命性进展的高风险、高回报性的研究工作，缩短从基础性研究成果到军事应用之间的时间，维持美国军事技术优势。

442019.04军事文摘装 备美国防空反导系统雷达新技术发展及应用赵 飞　郭凯丽面对导弹技术的扩散、五代机的入役和高超声速武器等新威胁的出现，美军的防空反导系统面临着日益严重的威胁，目标识别难题也更加严重。

为进一步提升探测跟踪及目标识别能力，增强防空反导系统的作战能力，美国近年来从雷达新体制、新器件等多个方面，加大雷达新技术的研究力度。

美国防空反导雷达部署及不足导弹预警雷达和天基红外预警卫星是美军主要防空反导预警装备。

目前，美军导弹预警雷达主要包括固定阵地的3部升级型早期预警雷达、2部铺路爪雷达、1部丹麦眼镜蛇雷达，以及移动型海基X波段雷达、前置型X波段雷达A N/TPY-2、巡洋舰和驱逐舰装备的宙斯盾系统雷达AN/SPY-1、陆军爱国者系统雷达AN/MPQ-53/65等。

其中，早期预警雷达、铺路爪雷达和丹麦眼镜蛇雷达是地基中段防御系统的预警雷达，分别工作在P波段和L波段，由于频率低、带宽窄，不具备目标识别能力。

前置型AN/TPY-2雷达对来袭弹头的识别距离有限，主要用于跟踪早期飞行阶段的导弹。

“宙斯盾”系统的AN/SPY-1雷达工作在S波段，“爱国者”系统的AN/MPQ-53/65雷达工作在C波段，频率低且作用距离有限，用于对拦截弹的末段制导。

海基X波段雷达具有高分辨能力，但最初建造目的是用于试验，不具备作战系统所需的可靠性和实用性，且雷达波束角度范围（即电子视场）只有25°，限制了雷达处理呈大角度分散的多目标的能力。

因此，美国防空反导系统利用现有雷达进行目标识别的能力尚有欠缺。

美军目前主要依靠X波段雷达解决防空反导系统目标识别的问题。

2012年以来，美国相继提出多项方案，以改善对来袭导弹的目标识别性能，主要包括：在早期预警雷达附近部署堆叠式A N/TPY-2雷达或X波段非相控阵雷达；将夸贾林靶场的GBR-P 雷达样机升级后部署至东海岸；以及新建S 波段远程识别雷达（LRDR），部署在阿拉斯加州克2019.04军事文摘铺路爪雷达相控阵天线阵列位于阿拉斯加的美军早期预警雷达境能力的智能、动态的闭环雷达系统，可实现对外界环境的连续感知，并实时、智能化地调节发射波形，雷达在发射、环境和接收之间形成一个闭环系统。

Theory & Analysis2022年·第08期航天工业管理Theory & Analysis研究与探讨54一、国外工业软件企业发展培育经验一是美国软件公司、高等院校受“电子复兴”计划支持，在行业内实现快速发展。

EDA 涵盖集成电路设计、验证和仿真等流程，芯片的用途、规格、特性、制成工艺都在该阶段完成。

2017年6月，美国国防高级研究计划局出台了5年总投入高达15亿美元的电子复兴计划（ERI ），用以支持芯片技术开发。

其中，Cadence 入围第一批重点扶持项目，获得2410万美元的支持资金，重点研发如何将机器学习技术用于芯片设计。

明尼苏达大学获得530万美元，用于设计模拟电路工具。

此外，美国国会、美国国家科学基金等也对EDA 项目投入大量资金。

2021年，美国商务部提出为半导体研发制造提供500亿美元专项资金。

美国软件公司和高等院校通过资金补助获得原始技术积累，为后续技术突破和快速发展奠定了坚实基础。

二是工业软件巨头高度重视科技创新并保持高额研发投入，形成在工业软件领域的领先优势。

2017～2020年Synopsys 公司每年研发投入分别为59亿元、70亿元、73亿元和83亿元，研发强度保持在30%以上。

2020年，Cadence 公司研发投入为71亿元，研发强度维持在40%；法国达索系统公司和美国Autodesk 公司研发投入分别为50亿元和60亿元，研发强度保持在20%～30%之间。

核心竞争力依靠新技术的开发，持续高额研发投入是工业软件巨头保持强大的重要因素。

持续的研发投入能够有效刺激员工研发创新的热情，为公司研发创新活动提供有力支撑，有助于工业软件巨头始终保持行业领先优势。

三是工业软件巨头以收并购方式补全技术短板，推动产业整合和市场扩充。

以Synopsys 为代表的工业软件巨头通过全球范围内并购获取技术和团队补全工具链，获取市场和客户，并预防潜在的竞争对手做强做大。

6G愿景及潜在关键技术分析一、引言全球移动通信历经1G到4G的发展，每一次代际跃迁都会大幅度提升数据传输速率，并催生无线新应用、新业务和新模式，从打电话、发短信到浏览网页、在线视频、移动支付、直播短视频等，孕育了辉煌的消费互联网时代。

当前，全球5G商用已全面启动，与之前几代移动通信主要聚焦移动互联网应用场景不同，5G寻求的不仅是数据传输速率的提升，而是更广泛的应用场景，将与众多垂直行业深度融合，提升经济社会各行业各领域的数字化、信息化和智能化水平，构建“万物互联”的新时代。

5G商用将实现移动互联到万物互联的拓展，从个人、家庭延伸到经济社会各领域，种类繁多的泛在设备接入网络，所产生的海量数据将人与人、人与物、物与物紧密连接成一体。

但5G仅仅是万物互联的开端，与垂直行业融合应用发展需要相当长时间进行培育，随着物联网应用范围的进一步深化和扩展，未来社会将步入数据驱动的时代，实现真实物理空间与虚拟网络空间的深度融合，通过对物理空间的海量数据进行动态采集，在网络空间进行即时分析，决策信息再实时反馈给物理空间，为实现海量数据高速、无延迟、安全可靠的分发，需要比5G更加先进的6G通信基础设施。

二、全球6G最新进展国际电信联盟（ITU）已经初步明确了6G时间计划。

2020年2月，ITU-R WP5D工作组第34次会议在瑞士日内瓦召开，会议决定启动面向2030年及未来新一代移动通信（6G）的研究工作。

会议初步明确了《未来技术趋势研究报告》、《未来技术愿景建议书》等报告文件的重要时间节点，其中，《未来技术趋势报告》主要描述5G之后IMT系统的技术演进方向，该报告起草工作业已启动，并计划于2022年6月完成。

《未来技术愿景建议书》将包含面向2030年及未来的IMT 系统整体目标，如应用场景、关键性能指标等，计划2021年上半年启动，2023年6月完成。

本次会议虽然明确了开展6G技术趋势及需求愿景研究的时间，但尚未确定6G标准的时间计划，尤其是对于6G标准的完成时间，业界还存在一定分歧。