太赫兹技术在军事应用领域内的发展与潜力

张博淮 郭凯

摘 要： 太赫兹技术作为一种先进的前沿技术，对于军事发展来说是机遇也是挑战。本文论述了太赫兹技术、太赫兹的产生和探测以及太赫兹波的物理特性，总结分析了目前主流的太赫兹技术在军事领域内的应用，对航天飞机特种部件的无损检测、飞行器“黑障区”通讯、反导反隐身太赫兹雷达、太赫兹军事预警侦察、短距离地面战场保密通信和“6G”通信电子战等方面的军事应用展开了论述，为军事科学前沿研究人员快速掌握太赫兹军事应用的相关进展提供全景参考，提出太赫兹技术在军事应用方面具有巨大潜力。虽然距离稳定可靠的大规模使用还有一段距离，但应紧跟太赫兹科学技术的前沿，积极应对太赫兹技术给军事带来的机遇和挑战。

关键词：太赫兹技术；军事通信；无损检测；反导反隐身雷达；电子战

中图分类号： TJ760；E96

文献标识码：A

文章编号：1673-5048（2022）05-0028-07

DOI：10.12132/ISSN.1673-5048.2022.0071

0 引  言

太赫兹（Terahertz，THz）技术作为科学研究的前沿技术之一，在生物学、化学、材料学、天文学等基础学科展现了巨大的发展潜力［1-2］。随着各国对太赫兹技术的研究，越来越多的THz应用被开发，THz技术也逐渐在军事应用领域呈现出了巨大的发展潜力，以THz技术为基础的军事科学前沿和研究热点逐渐出现在大众视野中。

本文通过大量THz技术及其军事应用的相关文献，结合科学前沿和研究热点，对THz源和THz探测技术的发展以及THz辐射的物理特性进行了论述，归纳整理了目前主流的THz技术在军事领域的应用，为军事科学前沿研究人员快速掌握THz军事应用的相关进展提供全景参考。

1 背  景

1.1 THz技术

THz波指频率在0.1～10 THz、波长在0.03～3 mm之间的电磁波，其介于微波和红外之间。THz技术被称为21世纪最重要的新兴学科技术，也被誉为“改变世界的十大技术”之一，电磁波谱如图1所示。

自19世纪后，THz技术受到产业界重点关注，各国持续部署了相关战略项目，如美国NSF、DoD、NASA、DAPRA，欧盟，英国EPSRC、太空署，法国国家研究总署（ANR），德国研究联合会（DFG），日本振兴机构（JST）和学术振兴会（JSPS）等机构部署了多个THz项目，致力于开发THz核心器件。

THz技术近年来广泛应用于国防、 通信、医疗等多个领域，其特殊的频率也赋予其不同于其他电磁波的物理特性，能够适用于不同的应用领域，如宽频性、强抗干扰性等性质使其在军事领域有较大的发展潜力。随着THz技术的逐渐成熟，以THz波为基础技术逐渐在航天飞机特种部件的无损检测、“黑障区”通讯、反导反隐身、战场侦察、保密通信和电子战等军用领域展开应用。

1.2 THz波的源和探测器

THz波段处于微波波段和红外波段之间，与其相邻的微波和红外波技术应用相比，稳定性和可靠性还不够成熟，然而要实现THz技术的广泛应用，首先要解决源和探测的问题。当前产生THz波的方法主要有电子学和光学两类：电子学方法主要有反波管技术、耿氏二极管振荡器技术［3］等；光学方法主要有光电导天线技术［4］、光整流技术［5］、 THz空气等离子体技术［6］等。THz探测技术主要分为主动型和被动性两种：对于主动型探测技术往往是THz波产生原理的逆过程， 如光电导天线、 电光晶体和空气等离子等；对于被动型THz探测技术，主要有辐射热计探测器技术、热释电探测器技术、高莱探测器（Golay）技术等基于热敏反应的探测技术［3］。

1.2.1 光电导天线的产生和探测

光电导天线是目前最常见、最商业化的脉冲式THz波发射器和探测器，原理是利用超快飞秒激光打到半导体表面激发载流子，在电场的作用下产生THz辐射，光电导天线的探测原理为产生原理的逆过程。光电导天线的组成方式为在周期生长的砷化镓半导体上镀电极，因此利用这类方式产生和探测的THz信号质量主要取决于半导体材料的生长工艺。这类源和探测器得到的THz信号不仅包含光强信息，还包含了相位信息，并且具有非常窄的脉宽，适用于如物质成分分析等需要精细光谱分辨率的测量应用。

1.2.2 光整流和电光取样探测技术

光致直流电场也被称为光整流，其原理是光场与具有非线性性质的介质（一般为非线性晶体）相互作用时，相同频率的光子差频得到直流电场，电光检测可以看作光整流的逆过程，THz波的电場使晶体具有双折射的性质，会改变偏振态，电光检测技术就是利用THz脉冲的偏振态变化描述THz辐射源的时间波形。这类技术的产生原理是利用飞秒激光激发晶体产生太赫兹辐射，由于晶体本身对太赫兹辐射的特征吸收，太赫兹辐射的产生和探测方式在有效阈值内会存在一定缺失。

1.2.3 空气等离子体产生和探测

2000年，Cook等［7］首次发现利用双色激光可以诱导空气等离子体产生更宽频的THz辐射，目前已有多个研究小组对这类THz的产生和探测方式进行了研究，但对于这一现象的物理机制解释仍然不明确。常见的理论模型主要有非线性四波混频理论和微观离化电流模型。对于宽带空气等离子体产生THz辐射，有利用探测THz场致激光二次谐波的方法，特别是将该方法发展为带有偏置调制场的空气相干检测技术后，得到了更广泛的应用［8］，这类方法具有超宽频带、无损伤阈值等特点。也有部分研究小组在空气靶产生THz辐射的基础上，陆续开展了对液体靶和固体靶的研究，有望实现更宽频、更高能的THz辐射源。

1.2.4 其他THz波发射源

反波管THz源是一种基于电子学的THz波产生方式，由微波技术发展而来。在反波管阴极端的电子枪发射电子束后，电子经过高压电场加速到反波管的阳极端，再经过腔内的电极组做周期性减速运动，动能转化为电磁能量产生THz辐射释放，这一物理过程是反波管产生THz辐射的原理。

耿氏二极管振荡器是一种电子学的THz产生方式，其原理是基于一种负电阻振荡效应产生THz辐射。耿式二极管振荡器产生的电磁波谱的频率较低，主要集中在微波波段，一般为0.1 THz以下的电磁波。若需要产生0.1 THz以上高频THz辐射，需要借助如肖特基电子元件进行倍频，将产生的低频THz辐射经倍频器进行放大。

除此之外，还有基于气体激光器、半导体量子级联激光器、同步辐射和自由电子激光器的THz波产生方式。但这一类基于激光器的THz源目前尚未成熟，还存在着能量转化效率低、苛刻的低温环境工作条件，以及成本高昂等条件限制。

1.2.5 其他THz波探测器

被动式的THz探測器主要有辐射热计探测器、热释电探测器、高莱探测器（Golay）等，这一类探测器不需要配合对应的THz源来工作，是非相干的探测技术。以上3种THz探测器都是利用量热的原理，通过探测到物体的热辐射的变化来探测THz辐射。这类探测器的优点是使用简单、探测频段宽，但存在探测灵敏度低、背景噪声大和响应时间慢等缺点。

除了基于探热原理的探测器外，还有一种混频器和差频检测的方式。常见的混频器有肖特基二极管混频器、超导体-绝缘体-超导体混频器、热电子辐射计混频器等。其主要工作方式是与振荡器相结合进行差频测量，缺点是成本高、结构复杂，并很难做成阵列式的THz探测器，导致检测速率难以提高。

近些年来，随着超快激光技术和半导体器件的迅猛发展，研究人员逐渐突破了THz波的产生和探测等关键技术，为THz技术奠定了发展基础。但不同原理的THz波产生和探测方式依然存在类型的限制，技术水平还存在着相当大的优化空间。

1.3 THz波的物理特性

THz技术之所以在众多科学领域内有了越来越广阔的应用前景，除了激光技术与新材料的迅速发展使得THz源和THz探测器得到了广泛应用外，还因为该波段具备许多其他电磁辐射不存在的独特优势，作为唯一未被充分开发的频段，THz电磁波具备相干性、低能性、“指纹谱”、宽带性等特点［9］。

（1） 相干性：THz辐射具有高度的时间和空间一致性，能够直接得到被测物品的相位信息，可以在不使用Kramers-Kronig变换的情况下，通过快速傅里叶变换（FFT）直接得到THz电场的幅度和相位，减小物质分析时的计算复杂度，同时也可以在一定程度上避免由于算法问题带来测试结果的不准确性。

（2） 低能性：THz波的光子能量低，不会对目标造成电离伤害。因此，可以将THz应用于活检和非破坏性检测，如研究生物分子的特性、特殊功能材料的检测等。

（3） 高透视性：一些非极性物质和介电材料在THz频段内具有很高的响应，THz辐射对于一些非极性材料具有良好的穿透性，可以利用THz技术进行成像。THz波比可见光的波长要长，可以不受包括烟雾、浮尘在内的大颗粒物质阻拦，实现有效传播，因而在沙尘暴、战场等恶劣环境下可以实现一般的光学成像技术所达不到的效果。

（4） 指纹性：大多数如爆炸物、毒品等分子的特征吸收峰落在THz频段范围内，这些分子的特征吸收峰具有和指纹相同的独特性，可用于物质识别，因此THz物质吸收光谱也被称为THz指纹图谱。除此之外，大部分的星际分子物质的特征谱线也落在THz范围内，因而可以利用THz技术对空间宇宙和射线天文等领域进行研究。通过对物质的THz光谱的研究，有助于理解其物理性质和成分结构，同时也可利用光谱信息进行成像。

（5） THz波与相邻的微波相比，带宽更宽，因此传输速度可比当前超宽带技术速度更快；THz波的波束窄、方向性好，有更好的保密性及抗干扰能力，更适应战场上较为复杂的电磁环境；相对于微波雷达等成像技术，THz波的频率更高、波长更短、成像空间分辨率也更高。

（6） THz波对水分子的吸收灵敏度很高，因此可以通过分析目标样品对THz辐射的吸收程度来分析其含水量，分析被测样品的化学物理状态。

基于以上特性，THz技术在特种材料的无损探测、天文遥感、雷达探测、二维三维成像和宽带无线通信等方面有极大的研究价值和应用前景。

2 THz技术的军事应用

2.1 航天飞机特种部件的无损检测

THz检测技术是美国航空航天局（NASA）等国外机构的关键检测技术，目前已被列为NASA四大无损检测技术之一。2003年，“哥伦比亚号航天飞机事故”之后，NASA开始研究使用THz技术检测飞机燃料箱外部喷涂的泡沫绝缘材料SOFI（Sprayed-on Foam Insulation）及其质量控制，如图2所示。

NASA和伦斯勒理工学院的研究人员利用THz无损检测技术成功检测了航天飞机的喷涂泡沫绝缘材料的孔隙和脱粘缺陷［10］，如图3所示。

美国API利用THz无损检测技术对雷达罩进行无损检测，成功检测到雷达罩的水侵入等缺陷，如图4所示。

有报道称，美国空军研究实验室（AFRL）采用THz检测技术，对进气口涂层材料厚度进行了无损测量，指出THz技术为飞机进气口质量检测提供了一种新的测量方式。

THz无损检测技术作为一种新兴的无损检测技术，能够实现原位、无损、非接触检测，符合无损检测技术的发展趋势；针对特种部件采用的如陶瓷材料、隐身材料、泡沫疏松材料为基础的新型功能材料，THz无损检测技术的检测能力展现了其独特的优势。目前，THz无损检测技术已在欧美国家投入使用。特别是在涂层材料体系和防热结构材料体系已经能够开展THz技术应用，为航天飞机特种部件提供了新的无损检测思路。

2.2  “黑障区”通讯

飞行器能极大地提升近地空间防御能力，是各国抢占空中资源的战略武器。因此，解决临近空间的通信中断问题就显得至关重要。为了保障飞行器的飞行安全，需要迫切解决飞行器的“黑障区”通讯问题。

当飞行器以近10倍音速飞行在大气层中时，在高温高压的影响下，飞行器周围的空气会持续电离，在飞行器的表面会形成包裹着的等离子鞘。该鞘体能够阻断常规电磁波的传播，极大地降低了飞行器与外界地面测控站的通信效率，这种现象就被称为通信“黑障”现象。临近空间等离子鞘套及其造成的RAM-C再入航天器［11］中断如图5所示。

早在20世纪60年代，美国进行了大规模的飞行试验，试验中采用不同外形的飞行器和注水等操作，通过测量接受信号强度来判断其效果。NASA初步掌握了电磁波在等离子鞘体的传播特性，但试验数据属于涉密信息，极少对外界公开。

2015年，蒋金团队通过建立两个一维非均匀等离子鞘体的模型，得到了THz波在非均匀等离子鞘体的传输特性曲线，发现在飞行器表面产生的等离子体的电子密度服从高斯分布函数和Epstein函数分布［12］。THz波在等离子鞘体中的最大衰减均小于30 dB，这一重要发现证实了THz波应用于通信黑障的可行性，为后续科学家们的研究奠定了坚实的基础，如图6所示。

文献［13］以“联盟号”飞船的二维平面模型为例子，发现了飞行马赫数增大和入射角增大的条件下，1 THz频率以上的高频波对临近空间表面的等离子鞘体具有较高的穿透能力。姚建铨团队利用所研制的激光器产生的THz波段电磁波可以穿透M10等离子体，该项技术的突破有效提升了飞行器在黑障期的通信质量。

由于THz波可以穿透等离子体，既能提供较高的传输速率，又能提供稳定可靠的通信环境，因此THz技术是解决飞行器在黑障期通信中断问题的首选，THz波段可实现在飞行器等离子鞘体中的有效传播，是目前最有潜力解决飞行器临近空间通信中断问题的技术之一。

2.3 反导反隐身THz雷达

随着军事技术的不断发展，导弹、航空炸弹、鱼雷等武器逐渐发展成为具有精确制导功能的高新技术武器。通过控制武器的飞行方向、姿态、高度和速度，准确攻击隐形战机、无人机、巡航导弹在内的各类目标，甚至包括部分地面、海面作战单元等目标［14］。为抵御外来精确制导武器攻击，发展反导拦截技术能大大提高军事防御能力。精确制导和反导拦截武器是通过获取目标外形以锁定目标进行精准打击的，因此，特别依赖于成像探测技术的准确度。通过雷达技术可以对导弹弹头进行二维的高分辨成像，进行识别弹头和选择打击点。

THz雷达因其特殊的物理特性，使其具有突出优势。与红外雷达和激光雷达相比，THz雷达的视野更宽，有着更强的穿透性，更适应战场上较为复杂的电磁环境；与毫米波雷达相比，THz雷达频率更高，具有更高的成像分辨率［15］。

隐身技术是一种非常具有代表性的隐蔽打击手段，已经被用于飞机、导弹、坦克、舰船等各种武器。各种反隐身先进技术也广泛地应用在现代战争中，如美国诺斯罗普·格鲁门公司研制、 配装美国及其盟国多型军机的AN/AAR-54紫外告警系统，可有效地识别隐身武器，在复杂战场环境下为载机提供及时有效的威胁告警［16］，如图7所示。

目前隐身武器主要通过两种方式实现隐身，一种是设计特殊的外形将雷达探测信号散射，另一种是通过在目标表面涂覆吸波材料减弱探测到的回波能量［17］。对于通过外形设计而实现隐身的目标而言，采用超宽带THz技术，接收携带了隐身飞机信息的回波信号，通过对回波信号的逆合成处理实现反隐身。对于采用涂敷吸波材料的目标来说，目前的技术条件下隐身材料体系绝大多数是针对常用的雷达频段进行设计，对于THz雷达的隐身效果非常有限。由此可见，THz雷达具备优越的反隐身能力。

雷达作为战场上探测敌情的“眼睛”，是未来战场上重要的反导、反隐身利器，研究新型的反导反隐身雷达是刻不容缓的任务。THz雷达因其频率高、带宽宽、穿透性强、受气动光学效应影响小等特点，可以弥补传统的微波雷达或光学成像的不足，是未来雷达成像探测技术的重要发展方向。但作为新技术，受制于THz辐射源功率和稳定的高灵敏度室温探测器件的限制，目前的THz雷达武器在小型化、实用性等方面还存在技术瓶颈。因此，应大力发展THz雷达新体制、新方法，解决空间目标的精确探测、跟踪、识别问题，争取为精确打击和提高反导拦截成功概率提供有效技术手段。

2.4 THz军事预警侦察

信息化战争对战场信息的时效性有着较高的要求，军事信息的获取及时与否，在一定程度上决定了胜负走向。适时地运用军事预警侦察系统能实时感知战场态势，迅速对战术进行调整，对取得战场优势和主动权起着决定性作用。

现代战争的环境复杂多变，为了增强军队在沙漠和雨林地区等复杂战争环境的作战能力，以美国为首的一系列国家已展开对THz雷达成像技术的研究。由于THz波的波长小于微波的波长，因此相比于传统的微波雷达和毫米波雷达，THz雷达拥有更高的精度；而相比于激光雷达，具有更强的穿透性。因此，THz雷达特別适用于沙尘暴、浓烟浓雾等复杂作战环境，对复杂环境战场下的坦克、军用车辆、伪装埋伏的武装人员、隐藏的炸弹和地雷进行军事侦察，如图8所示。

美国国防部和欧洲都投入大量的资金和人力资源研发用于军事预警侦察的THz检测装置和成像装置。美国成功研制了0.225 THz，0.35 THz，0.58 THz，0.67 THz，1.56 THz，2.4 THz不同频段的高分辨率成像雷达。德国、瑞典、以色列等国家紧跟其后，均研制出了成像系统，如德国COBRA ISAR成像系统、瑞典的三维ISAR成像雷达、以色列的0.33 THz扫描成像系统［18］。其中，美国马萨诸塞大学研发的1.56 THz成像系统对一些军用车辆和坦克缩比模型的成像已经达到惊人的3.5 cm高分辨率［19-20］。目前，各国THz成像雷达技术用于军事预警侦察领域的研究主要集中在低频段（3 THz以下），并逐渐朝着高频率的趋势发展。高频率意味着更高的分辨率和更好的成像效果，然而伴随着功率的下降，导致探测距离缩短。因此，未来研究应聚焦于THz源技术的提升，突破器件的频率、功率限制，实现具有更高成像分辨率和更远作战距离的THz成像装置。

2.5 短距离地面战场保密通信

军事通信保密对战争的胜利起着至关重要的作用，保证无线通信信号稳定、可靠、有效、安全地在信道上传输，是在激烈竞争的战场上取得胜利的重要保障。

在战场环境中，军事通信可以有效地对部队进行指挥控制，保密通信技术为战场信息的高效安全可靠传递提供了基础。由于THz波具有较强的抗干扰能力，且波束较窄，有着较强的指向性和高穿透性，具有抗窃听、抗干扰和抗探测的特点，可以应用于在短距离战场上的保密通信。以THz为基础，实现保密通信技术不仅满足了较高的带宽需求和较为理想的传输速率，还保证了传输信号的安全性，极大概率降低了保密信号被截获的可能［21］。

然而，THz通信也有其局限性，由于THz波强烈的吸水性，无法适用于水上作战；且THz在大气中的传输衰减很强，在没有特殊波导的条件下，无法实现长距离的传输。因此，其只适用于平原、沙漠等具有一定作战范围的短距离地面战场的通信战争。但THz波段的抗窃听、抗干扰和抗探测等特点展现了其在军事通信领域的价值。因此，未来可发展相应的技术来突破目前无法实现远距离传输的问题，如发展低损耗的THz波导介质、高功率的THz源、高灵敏度的THz探测器等新技术，从物理层面保证其有效传输或从微小算法解调等角度出发，从数学层面配合解决THz通信的局限性。

2.6 “6G”通信电子战

军事技术变革拓展了信息空间，现代通信技术在军事通信当中的运用提高了军事作战的反应速度，在当今竞争激烈的信息化战场上，时效性、敏锐性和灵活性显得尤为重要。在未来，信息化战争对信息传输的要求会越来越高，如更大的带宽、更高的速率、更稳定的传输以及更加多样化的传输方式，具有可适应性的通信能力［22］。

THz波通信具有极高的方向性和穿透能力，并且具有频带宽的特点，可以应用在通讯领域。2018年9月，美国联邦通信委员会（FCC）公开发表了对6G技术的展望，提出将6G技术应用于THz频段。国际通讯联盟已经指定0.12 THz和0.22 THz两个频段作为6G的使用频段［23］，各大研究机构和组织都开展了THz通讯的相关工作。其中，美国的贝尔实验室搭建了一套以0.625 THz为载波频率的通信体系，德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所搭载的一套0.22 THz的无线通信的演示系统能实现40 Gb/s的传输速率，其有效通信距离能达到1 km。日本电报电话公司（NTT）搭载了一套适用于短距离传输的、频率为0.3 THz的无线通信演示系统，可以实现24 Gb/s的高比特率传输［24］。

THz技术作为6G的潜在频段，获得了各国通信系统内研究人员的广泛关注，也逐渐在军事通信系统中崭露头角。目前，国际联盟已指定THz波作为下一代地面无线通讯和卫星间通信波段［23］。由于6G通信的巨大应用需求，商业通信技术的成熟度和稳定性将很快迎来突破，商业通信领域的发展同时会为军事通信领域提供稳定可靠的技术基础。在未来的6G无线军事通信技术中，有望实现通信网络和THz频段融合，并结合卫星、无人机、飞艇、空间站等平台作为无线中继设备，形成“空天地海”多层次一体化的通信，实现“空-天-陆-海”全方位融合技术［25］，为偏远地区、无人区、基站破坏等地区的通信提供便利，满足信息化战争对信息传输速率、范围和环境等要求。

3 结  论

THz波作为一个尚未被完全开发的电磁频段，以其为基础的各种新型技术已经成为各国关注的焦点。除了应用于民用商用领域之外，THz技术也逐渐走入军事应用研究人员的视野。当前军事领域的基础频段主要集中在无线电波、微波、红外、光波等频段，THz波段较少，然而THz波的物理特性将会使其成为军事科学技术研究和发展的新领域。

虽然THz技术在近二十多年取得了显著的成果，但是由于THz技术本身的限制，研究成果大多处于实验室阶段，稳定有效的THz器件尚未成熟。对于军事应用来说，特别强调技术的稳定性和可靠性，技术的先进性并不能满足作战要求。因此，在军事领域大规模应用THz技术还存在着很大的发展空间。随着世界各国对THz技术的研究深入，THz技术会日益成熟稳定，应紧跟THz科学技术的前沿，对THz技术的物理机制、THz辐射源技术、THz探测技术进行更深一步的研究，从物理、数学等角度实现基础理论的新突破；同时，应对现有THz技术进行优化创新，保证技术稳定性和可靠性，发展新型的THz源、探测器、调制器、波导等器件，从工程应用的角度提高器件性能，为实际应用奠定技术基础；此外，应从军事应用的角度出发，针对作战距离、环境适应性、使用寿命等需求，发展适用于作战要求的THz应用，积极应对THz技术在军事领域的发展和挑战。

参考文献：

［1］ 韩家广， 朱亦鸣， 张雅鑫.“科學与技术”专题前言［J］.中国激光， 2019， 46（6）： 9-10.

Han Jiaguang，  Zhu Yiming，  Zhang Yaxin. Preface to the Topic “Science and Technology”［J］. Chinese Journal of Lasers，  2019，  46（6）： 9-10.（in Chinese）

［2］ 邓玉强.太赫兹计量研究与标准研制进展［J］.应用光学， 2020， 41（4）： 651-661.

Deng Yuqiang. Progress of Terahertz Metrology Research and Standard Construction［J］. Journal of Applied Optics， 2020， 41（4）： 651-661.（in Chinese）

［3］ 许景周，  张希成. 太赫兹科学技术与应用［M］. 北京：北京大学出版社，  2007.

Xu Jingzhou，Zhang Xicheng. Terahertz Science and Technology and Applications［M］.Beijing： Peking University Press，  2007.（in Chinese）

［4］ 杜海伟. 光电导天线太赫兹辐射研究［J］. 激光与光电子学进展，  2009，  46（7）： 45-48.

Du Haiwei. Research of Terahertz Wave Radiation from Photoconductor Antenna［J］. Laser & Optoelectronics Progress，  2009，  46（7）： 45-48.（in Chinese）

［5］ Svelto O. Principles of Lasers ［M］.Springer， 1982.

［6］ Thomson M D，  Blank V，  Roskos H G. Terahertz White-Light Pulses from an Air Plasma Photo-Induced by Incommensurate Two-Color Optical Fields［J］. Optics Express，  2010，  18（22）： 23173-23182.

［7］ Cook D J，  Hochstrasser R M. Intense Terahertz Pulses by Four-Wave Rectification in Air［J］. Optics Letters，  2000，  25（16）： 1210-1212.

［8］ Du H W. Systematical Study on the Role of Laser Second Harmonic Generation in the Terahertz Air Coherent Detection［J］. Optics & Laser Technology，  2020，  130： 106312.

［9］ 尉志青，  馮志勇，  李怡恒，  等. 太赫兹通信感知一体化波形：现状与展望［J］. 通信学报，  2022，  43（1）： 3-10.

Wei Zhiqing，  Feng Zhiyong，  Li Yiheng，  et al. Terahertz Joint Communication and Sensing Waveform： Status and Prospect［J］. Journal on Communications，  2022，  43（1）： 3-10.（in Chinese）

［10］ Duling I，  Zimdars D. Revealing Hidden Defects［J］. Nature Photonics，  2009，  3（11）： 630-632.

［11］ Lei S，  Liu Y M，  Guo B L，  et al. Research on Phase Shift Characteristics of Radio Propagate through Plasma Sheath［C］∥9th International Symposium on Antennas，  Propagation and EM Theory，  2010： 387-390.

［12］ 蒋金，  陈长兴，  汪成，  等. 太赫兹波在非均匀等离子体鞘套中的传播特性［J］. 系统仿真学报，  2015，  27（12）： 3109-3115.

Jiang Jin，  Chen Changxing，  Wang Cheng，  et al. Properties of Terahertz Wave Propagation in Inhomogeneous Plasma Sheath［J］. Journal of System Simulation，  2015，  27（12）： 3109-3115.（in Chinese）

［13］ 陈锴，  耿兴宁，  李吉宁，  等. 太赫兹波在高速飞行器等离子体鞘套中的传输特性［J］. 航天器环境工程，  2020，  37（5）： 421-427.

Chen Kai，  Geng Xingning，  Li Jining，  et al. Propagation Characteristics of Terahertz Wave in Plasma Sheath of High-Speed Aircraft［J］. Spacecraft Environment Engineering，  2020，  37（5）： 421-427.（in Chinese）

［14］ 陈伟，  孙洪忠，  齐恩勇，  等. 智能化时代雷达导引头信号处理关键技术展望［J］. 航空兵器，  2019，  26（1）： 76-82.

Chen Wei，  Sun Hongzhong，  Qi Enyong，  et al. Key Technology Prospects of Radar Seeker Signal Processing in Intelligent Age［J］. Aero Weaponry，  2019，  26（1）： 76-82.（in Chinese）

［15］ 王晓海. 太赫兹雷达技术空间应用与研究进展［J］. 空间电子技术，  2015，  12（1）： 7-10.

Wang Xiaohai. Application and Research Progress of Terahertz Radar Technology in Space Application［J］. Space Electronic Technology，  2015，  12（1）： 7-10.（in Chinese）

［16］ 陈黎，  段鹏飞，  袁成. 隐身空空导弹发展现状及关键技术研究［J］. 航空兵器，  2022，  29（1）： 14-21.

Chen Li，  Duan Pengfei，  Yuan Cheng. Research on Development Status and Key Technologies of Stealth Air-to-Air Missiles［J］. Aero Weaponry，  2022，  29（1）： 14-21.（in Chinese）

［17］ 杨秀凯. 雷达反隐身技术研究［J］. 电脑知识与技术，  2021，  17（36）： 155-156.

Yang Xiukai. Research on Radar Anti Stealth Technology ［J］. Computer Knowledge and Technology，  2021，  17（36）： 155-156.（in Chinese）

［18］ 邱桂花，  于名讯，  韩建龙，  等. 太赫兹雷达及其隐身技术［J］. 火控雷达技术，  2013，  42（4）： 28-32.

Qiu Guihua，  Yu Mingxun，  Han Jianlong，  et al. Terahertz Radar and Its Stealth Technique［J］. Fire Control Radar Technology，  2013，  42（4）： 28-32.（in Chinese）

［19］ Goyette T M，  Dickinson J C，  Waldman J，  et al. 1.56-THz Compact Radar Range for W-Band Imagery of Scale-Model Tactical Targets［C］∥SPIE，  Algorithms for Synthetic Aperture Radar Imagery VII，  2000，  4053： 615-622.

［20］ Sheen D M，  Hall T E，  Severtsen R H，  et al. Standoff Concealed Weapon Detection Using a 350-GHz Radar Imaging System［C］∥SPIE， Passive Millimeter-Wave Imaging Technology XIII， 2010，  7670： 57-68.

［21］ 張剑，  杨悦. 太赫兹技术在未来陆海空天的军事应用［J］. 舰船电子工程，  2020，  40（8）： 9-11.

Zhang Jian，  Yang Yue. Military Application of Terahertz Techno-logy in the Future Ground-Air Integrative Battlefield［J］. Ship Electronic Engineering，  2020，  40（8）： 9-11.（in Chinese）

［22］ 梁兆楠，  曹彦男. 太赫兹技术及其通信领域的应用前景［J］. 数字通信世界，  2021（6）： 20-22.

Liang Zhaonan，  Cao Yannan. Terahertz Technology and Its Application Prospects in Communication Field［J］.  Digital Communication World，  2021（6）： 20-22.（in Chinese）

［23］ 李玲香，  谢郁馨，  陈智，  等. 面向6G的太赫兹通信感知一体化［J］. 无线电通信技术，  2021，  47（6）： 698-705.

Li Lingxiang，  Xie Yuxin，  Chen Zhi，  et al. Integrated Communication and Sensing Technologies at THz for 6G［J］. Radio Communications Technology，  2021，  47（6）： 698-705.（in Chinese）

［24］ 谢莎，  李浩然，  李玲香，  等. 面向6G网络的太赫兹通信技术研究综述［J］. 移动通信，  2020，  44（6）： 36-43.

Xie Sha，  Li Haoran，  Li Lingxiang，  et al. A Survey of Terahertz Communication Technologies for 6G Networks［J］. Mobile Communications，  2020，  44（6）： 36-43.（in Chinese）

［25］ 冯伟，  韦舒婷，  曹俊诚. 6G技术发展愿景与太赫兹通信［J］. 物理学报，  2021，  70（24）： 244303.

Feng Wei，  Wei Shuting，  Cao Juncheng. 6G Technology Development Vision and Terahertz Communication［J］. Acta Physica Sinica，  2021，  70（24）： 244303.（in Chinese）

Development and Potential of Terahertz

Technology in Military Applications

Zhang Bohuai，Guo Kai*

（Beijing University of Posts and Telecommunications，Beijing 100876，China）

Abstract：

Terahertz technology， as an advanced frontier technology， is both an opportunity and a challenge for military development. This paper discusses the terahertz technology， the generation and detection of terahertz and the physical properties of terahertz waves， summarizes and analyzes the application of the current mainstream terahertz technology in the military field. It elucidates the military applications of  non-destructive testing of special parts of space shuttle， aircraft “black barrier” communication， anti-missile and anti-stealth terahertz radar， terahertz military early warning reconnaissance，  short-range ground battlefield secure communication and “6G” communication electronic warfare.It provides a panoramic reference for researchers at the forefront of military science to quickly grasp the relevant progress of terahertz military applications， and puts forward that terahertz technology has great potential in military applications. Although there is still a long way from stable and reliable large-scale use， it should closely follow the forefront of terahertz science and technology， and actively respond to the opportunities and challenges brought by terahertz technology to the military.

Key words： terahertz technology；military communication；non-destructive test；anti-missile and anti-stealth radar；electronic warfare

收稿日期：2022-04-11

作者簡介：张博淮（2001-），男，吉林永吉人。

通信作者：郭凯（1981-），男，河北邯郸人，高级工程师。