太赫兹！美空军研究实验室完成首次太赫兹频率机间通信实验

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美国空军研究实验室（AFRL）宣布，在2022年12月2日至6日期间，AFRL在纽约罗马成功进行了飞行试验，以证明300GHz以上频率（太赫兹：100GHz-10000GHz）无线电通信的可行性。

在为期三天的飞行实验中，美国空军研究实验室信息局的研究人员与诺格公司和Calspan公司飞行研究部合作，测量了两架飞机在空军相关高度和范围内的传播损耗。传播损耗也称为路径损耗，指电磁波在空间传播所产生的损耗，反映宏观范围内接收信号功率均值的变化程度，其值是20倍的接收功率与发射功率之比的对数，单位dB。

左图为本次实验中美空军研究实验室采用的太赫兹通信设备，右图为该设备在本次实验中置于机内，通过机上的太赫兹透波窗口进行通信实验。

美国空军研究实验室的项目经理和事务主管专家Ngwe Thawdar博士表示，美国空军研究实验室一直是亚太赫兹和太赫兹频率通信研发的早期支持者，自2014年以来，其团队一直在新的前沿频段启用创新的通信和网络技术。此前，由于缺乏先进的电子设备，太赫兹频率尚未未得到充分利用，但随着射频电子产品和技术的最新进展与美国国防部高级研究计划局（DARPA）微电子技术办公室的技术支持，使得太赫兹波段的实验成为可能。

此次飞行实验是美国空军研究实验室太赫兹通信计划的一部分，该计划旨在确定利用太赫兹频段满足未来空军通信需求的可行性。Thawdar博士表示，太赫兹频段有可能为军方的超高容量空对空链路开辟新的作战能力。目前，美国、欧洲和亚洲的研究机构正在进行早期的信道测量工作，但迄今为止，此类研究在地面上的传输距离非常短。几乎所有商业或国防射频系统都利用低于100 GHz的频段组合（太赫兹以下频段。绝大部分成熟使用的频段在毫米波频段30GHz以下）来创建用于语音、数据以及命令和控制通信的机载和卫星链路。

目前300 GHz以上的频率仍未受到监管，并且通信系统对更高数据速率的需求不断增加，导致包括美国空军研究实验室在内的研究团体和无线行业公司通过探索频谱的新部分来寻求下一个可用的超大带宽。在这项研究之前，尚未有已知的用于机载通信的太赫兹信道传播数据。这项研究得到了诺格公司太赫兹电子项目的协助，该项目旨在生产确保开发能够在各种频率下运行的紧凑型高性能电子电路所需的关键设备和集成技术。诺格公司太赫兹技术专家威廉·迪尔（William Deal） 博士表示，此次机间太赫兹通信测试是射频技术能力的重大进步，将系统频率推入亚毫米波范围，为实际应用打开了电磁频谱的重要新部分（指太赫兹频段）。后续项目团队将进一步提高该技术的成熟度，以满足未来任务需求。

此次机间太赫兹频段通信飞行试验是第一次飞行试验，为美国空军的电磁频谱优势提供了一个重要的技术里程碑。