當(dāng)前，無線通信高速化、寬帶化、泛在化特點(diǎn)日益明顯。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2020年前后，無線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率將提高到100Gbit/s，頻譜資源向更高頻段擴(kuò)展成為必然趨勢。針對(duì)下一代通信解決方案，能提供20GHz以上連續(xù)可用帶寬的太赫茲頻譜成為研究重點(diǎn)。目前國際針對(duì)頻譜資源劃分上限是275GHz，對(duì)300GHz以上的太赫茲頻譜還沒有進(jìn)行開發(fā)利用，因此該頻段開發(fā)不僅能解決當(dāng)前無線通信數(shù)據(jù)量激增問題，對(duì)于未來搶占該領(lǐng)域國際領(lǐng)先地位也有積極作用。

太赫茲關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展

太赫茲通信技術(shù)。目前，太赫茲通信相關(guān)技術(shù)已成為很多國家重點(diǎn)研究內(nèi)容之一，部分典型研究成果參見表1。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2018年，全球太赫茲通信技術(shù)市場份額將高達(dá)5.21億美元，年增長率接近40%。美國將其稱為“改變未來世界的十大技術(shù)”之一。

太赫茲雷達(dá)技術(shù)。雷達(dá)在我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國防事業(yè)中一直占據(jù)重要地位，太赫茲雷達(dá)技術(shù)創(chuàng)新將進(jìn)一步提升雷達(dá)分辨率、穿透力、抗干擾力和反偵察力。當(dāng)前太赫茲雷達(dá)技術(shù)已在許多國家積極推進(jìn)，取得一系列典型成果。

太赫茲輻射源技術(shù)。太赫茲輻射源技術(shù)是實(shí)現(xiàn)太赫茲系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在，能推動(dòng)一系列交叉學(xué)科（材料學(xué)、光學(xué)、真空電子學(xué)等）飛速發(fā)展，也是各個(gè)國家重點(diǎn)突破的課題。

開發(fā)太赫茲頻譜的重要意義

增強(qiáng)我國頻譜資源儲(chǔ)備。伴隨移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，如何提供安全、快速的無線寬帶通信接入，實(shí)現(xiàn)泛在的多媒體傳輸成為新趨勢。數(shù)量激增的通信終端使得海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、交換與共享逐漸成為常態(tài)，而這必須要有足夠的無線電頻譜資源來支撐。根據(jù)最新IMT-2020（5G）的預(yù)測結(jié)果，預(yù)計(jì)到2030年，我國僅僅針對(duì)IMT領(lǐng)域就有5G~10GHz的頻譜需求。而伴隨無線電通信技術(shù)在民航、鐵路、海洋、電力及軍事等各行業(yè)部門中的日漸普及，頻譜供需問題也將更加明顯。由于太赫茲頻譜范圍很寬，傳輸性能優(yōu)良，通過科學(xué)開發(fā)利用，可以提供超出傳統(tǒng)無線寬帶系統(tǒng)上千倍的信息傳輸速率，有效緩解低頻段頻譜供需矛盾，為我國無線電頻譜相關(guān)領(lǐng)域的長期發(fā)展提供更加豐富的頻譜資源支撐，增強(qiáng)我國戰(zhàn)略資源的儲(chǔ)備能力。

助推國家戰(zhàn)略。當(dāng)前無線電頻譜資源包含43種具體業(yè)務(wù)，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展各領(lǐng)域行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2020年，我國無線電相關(guān)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造的產(chǎn)值可達(dá)到7.8萬億元，GDP增至4.39%，要實(shí)現(xiàn)以上國家戰(zhàn)略及規(guī)劃的目標(biāo)，各個(gè)環(huán)節(jié)都離不開頻譜資源的有效支撐。

提升我國國際戰(zhàn)略地位。目前，國際上對(duì)于無線電頻譜資源的業(yè)務(wù)劃分僅在300GHz以下，即太赫茲頻譜還處于無線電業(yè)務(wù)的空白區(qū)。如果我國能在該頻段開發(fā)利用中獲得先機(jī)，就能結(jié)合我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，引導(dǎo)國際上對(duì)于該頻段的業(yè)務(wù)劃分和應(yīng)用，在國際頻譜資源競爭中處于領(lǐng)先地位，這對(duì)維護(hù)我國頻譜資源戰(zhàn)略權(quán)益意義重大。

開發(fā)太赫茲頻譜的挑戰(zhàn)

國內(nèi)政策環(huán)境有待進(jìn)一步加強(qiáng)。首先目前國內(nèi)還沒有明確針對(duì)太赫茲頻譜開發(fā)和關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)太赫茲應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展國家層面的政策出臺(tái)。其次是在市場化推動(dòng)、相關(guān)行業(yè)之間，或者典型應(yīng)用行業(yè)內(nèi)，缺乏有力支持太赫茲關(guān)鍵技術(shù)的整體發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。當(dāng)然某些行業(yè)規(guī)劃中有條款提到高頻段開發(fā)利用，但是針對(duì)性和切合度不是特別強(qiáng)。與此同時(shí)，國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)、媒體等對(duì)于太赫茲頻譜開發(fā)利用的研究成果和宣傳力度不夠，這也造成公眾對(duì)于該頻段開發(fā)利用缺乏全面的認(rèn)知。

太赫茲頻譜開發(fā)仍存在多方面技術(shù)難點(diǎn)。近年來，我國太赫茲頻譜開發(fā)利用研究主要集中在太赫茲通信系統(tǒng)研發(fā)、太赫茲雷達(dá)和太赫茲輻射源等方面，而且大部分還處于實(shí)驗(yàn)演示階段，技術(shù)廣度和深度有待進(jìn)一步提升。以太赫茲通信為例，對(duì)高頻段信號(hào)調(diào)制編碼技術(shù)、太赫茲無線通信鏈路及信道建模技術(shù)、芯片間高速通信應(yīng)用場景、太赫茲器件功率放大技術(shù)、光通信與無線通信網(wǎng)絡(luò)共存與兼容問題等還需要進(jìn)行更為深入和全面的研究。與此同時(shí)，與發(fā)達(dá)國家相比，我國在太赫茲相關(guān)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化方面取得的成果也相對(duì)較少，這也給我國爭取太赫茲領(lǐng)域國際領(lǐng)先地位帶來一定挑戰(zhàn)。

產(chǎn)業(yè)鏈各方參與性不強(qiáng)。當(dāng)前，針對(duì)太赫茲頻譜的規(guī)劃在國際上屬于空白區(qū)，相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)、產(chǎn)業(yè)推動(dòng)規(guī)劃也沒有完全明確，這就導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈的各方參與的動(dòng)力不強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)支撐力度相對(duì)比較薄弱。例如對(duì)于設(shè)備制造商而言，太赫茲頻段的寬頻段、超高速通信能力和傳輸特性，對(duì)于相關(guān)天線、芯片、器件（包括調(diào)制器、濾波器等有源器件和無源器件）等提出了更為嚴(yán)格的要求，研制成本大大提高，如果沒有明確的頻譜規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)，研發(fā)的成本和周期將大大超過企業(yè)的承載能力；而對(duì)于設(shè)備運(yùn)營商而言，高頻段頻譜使用是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效手段，但需要在頻譜規(guī)劃達(dá)成共識(shí)的基礎(chǔ)上，與無線電管理機(jī)構(gòu)、設(shè)備商和使用部門共同推動(dòng)，否則難度很大。

加快太赫茲頻譜開發(fā)的建議

加大政策支持力度，營造太赫茲頻譜開發(fā)利用社會(huì)氛圍。一是加快制定關(guān)于太赫茲頻譜資源開發(fā)利用的法律法規(guī)及配套規(guī)章制度，從政策上鼓勵(lì)、支持頻譜資源高效利用的行動(dòng)或?qū)ｍ?xiàng)計(jì)劃。二是加大財(cái)政相關(guān)政策支撐力度，保證該領(lǐng)域科研工作的有效性。三是結(jié)合《中國制造2025》、互聯(lián)網(wǎng)+、寬帶中國等戰(zhàn)略，協(xié)調(diào)相關(guān)部門和機(jī)構(gòu)，根據(jù)各自的工作特點(diǎn)和實(shí)際需要，探索制定太赫茲頻譜開發(fā)利用國家層面的規(guī)劃，宏觀把握該頻段開發(fā)的方向和原則，提前做好戰(zhàn)略布局。

科學(xué)制定頻譜規(guī)劃方案，提升太赫茲頻譜國際競爭力和引導(dǎo)力。一是積極參與國際電信聯(lián)盟（ITU）等機(jī)構(gòu)關(guān)于該頻段關(guān)鍵技術(shù)和頻譜規(guī)劃相關(guān)議題的研究工作，分析總結(jié)研究成果，把握研究方向。二是由于太赫茲頻譜的頻段極寬，全頻段整體規(guī)劃比較困難，因此可以根據(jù)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)和國防建設(shè)需求規(guī)劃頻譜。即結(jié)合國內(nèi)產(chǎn)業(yè)布局和重點(diǎn)發(fā)展方向，廣泛征求相關(guān)部門、設(shè)備商、運(yùn)營商的意見和實(shí)際需求，積極開展前瞻性研究，探索制定分時(shí)間階段、分頻段的頻譜規(guī)劃方案，提升我國頻譜規(guī)劃引導(dǎo)力。

加快技術(shù)研究步伐，解決太赫茲頻譜技術(shù)難點(diǎn)。一是進(jìn)一步深入研究太赫茲傳輸及鏈路、太赫茲調(diào)制和相關(guān)器件、太赫茲探測、太赫茲通信和光通信兼容等難點(diǎn)技術(shù)，開展更多復(fù)雜場景的模擬演示。二是積極開展相關(guān)專項(xiàng)、重點(diǎn)技術(shù)課題前瞻性研究，對(duì)相關(guān)頻段的技術(shù)兼容性進(jìn)行研究和試驗(yàn)，推進(jìn)太赫茲技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化；三是持續(xù)加強(qiáng)與國際發(fā)達(dá)國家開展太赫茲頻譜開發(fā)利用方面的經(jīng)驗(yàn)交流和合作，同時(shí)整合國內(nèi)資源，開展聯(lián)合研究和開發(fā)。