太赫兹无线通信技术是未来6G 潜在关键技术之一， 引起了国内外广泛的关注。本文首先介绍了国内外相关研究计划和研究动向， 分析了太赫兹通信技术的特点和优势。其次阐述了太赫兹通信技术在未来6G 中的可能应用场景以及面临的挑战。最后提出了行动建议。

当GPS、北斗等卫星导航系统的信号由于干扰等原因失效时, 亟需一种辅助导航算法引导无人机完成任务。综合TERCOM和SITAN算法的优点, 提出了一种适用于无人机的地形匹配算法, 既允许较大的初始位置误差, 又满足机动条件下连续匹配的需求, 仿真结果表明, 该算法能够实现无人机惯导条件下的辅助导航, 具有较大的实用价值。

设计了工作在太赫兹频段的无线通信系统, 基带部分采用16QAM调制体制, 射频部分采用混频器实现两级上下变频, 功放部分采用“固态功率放大+电真空器件放大”级联的功率放大技术, 实现了0.14 THz频段W量级的功率输出。接收端采用全固态常温接收技术, 接收机等效噪声温度为1100 K, 接收灵敏度达到-57 dBm。采用两个增益50 dBi的卡塞格伦天线, 在成都市双流区与新津县之间开展了距离21 km的无线通信试验, 单路实时通信速率达到5 Gbps, 误码率低于10-6。并成功同时实时传输了两路符合HD-SDI标准的无压缩高清视频数据流, 每一路的标准有效速率达到1.485 Gbps。

对于单幅图像去雾处理,暗通道先验算法具有较好的效果,但该算法处理时间长,对储存资源与计算资源要求很高,很难应用于无人机图像去雾。在暗通道先验算法的基础上进行改进,提出了一种快速的去雾算法,首先通过优化滤波器直接获得高精度的透射率,避免了原算法后续的抠图处理,显著降低了计算复杂度;然后针对去雾图像偏暗、灰度分布偏离原始图像的情况,以原始图为参考,采用直方图规定化方法进行增强处理,提高了亮度,改善了去雾图像的视觉效果,与He算法相比,该算法不仅极大地降低了计算复杂度,速度提高了近5倍,而且保持了原始算法的去雾能力。

药物溶出度试验是药品检验的重要项目, 在药物质量评价方面起着非常重要的作用。 利用光纤传感技术可以实现药物溶出度的自动化、 过程化监测。 以氙灯、 氘灯或卤钨灯作为荧光、 紫外光及可见光的光源, 以Y型分支光纤作为光路传输介质, 紫外-可见吸收探头或荧光分子探头作为光响应器件, CCD作为检测器, 通过自编软件实现紫外-可见吸收及荧光猝灭两种模式的检测。 光纤传感药物溶出度监测仪不但解决了目前离线取样分析方法耗时、 耗力的缺点, 而且提供了药物溶出过程的实时信息, 为药物质量控制提供了更好的评价手段。

比较紫色, 红色和黄色三种新疆野生樱桃李及栽培品种果肉中无机元素的含量, 样品采用微波消解方法进行前处理, ICP-MS法检测其中K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Cu, Zn, Be, Li, Se, Sr, Cr, Pb, Cd, As, Hg等17种元素。 该检测方法快速简便, 精密度高且具有较高的灵敏度, 17种元素的加标回收率在93.5%～110.4%。 分析结果表明紫色, 红色和黄色三种新疆野生樱桃李及栽培品种果肉中的17种元素含量均较为接近, 均含有极为丰富的K元素, 含量高达1‰左右, Ca, Mg, Na, Fe, Mn均为含量较高的金属元素且含量依次降低, Cu, Zn, Li, Se, Sr, Cr也有一定含量, Pb, Cd, As, Hg等有害元素含量极低或未检出。 实验结果为研究新疆野生樱桃李与栽培品种果肉中微量元素含量提供参考数据。

本文根据 SOI(Silicon-on-insulator)材料在太赫兹波段不透过太赫兹的特点，提出一种加工基于微机电系统 (MEMS)可调谐太赫兹器件的新方案，并设计出与梳齿驱动加工工艺十分兼容的金属结构。此结构由金属网格和金属谐振环阵列复合构成，静态的测试表明结构在太赫兹波段显出带通滤波的特性，通过改变两个元件之间的位置，能够实现 0.41～0.53 THz带通调谐。此结构加工方法简单，加工过程中只需要一块掩膜版，并且金属结构在 MEMS梳齿结构释放之前就已经光刻形成，不需要两个图形的对准工艺，同时也避免了后续光刻对加工好 MEMS梳齿结构的破坏。金属网格和金属谐振环构成的复合结构为微机电系统(MEMS)可调谐太赫兹器件提供了一种简单经济的加工方案和新的结构，具有较大的理论价值和实际意义。

采用微波消解-ICP-AES技术, 测定了新疆不同产地天山花楸枝叶及果实中Ca, K, Mg, Na, Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, As等十种元素的含量。 结果发现: 不同产地的天山花楸枝叶及果实中元素的含量均有差异, 枝叶中的含量较果实中的含量要丰富, 对人体有益的Ca, K, Mg, Na, Fe, Mn, Zn, Cu等元素的含量均较高, 有害元素Pb和As的含量较低。 实验结果为更好的开发和利用新疆天山花楸药用资源提供科学依据。

利用微细加工技术, 制作出金属矩形孔阵列, 从实验和理论上研究了金属矩形孔阵在THz波段的透射极大值和极小值产生的规律.并利用透射极大值频率随矩形孔长度增大而向低频移动的特性, 在同一层金属上, 利用不同尺寸的金属孔结构形成复合金属孔阵列, 设计出中心频率可调节、频率拓宽的频率选择器件和频率拓宽器件.此研究为太赫兹滤波器等无源器件提供了新的设计思路和加工方法, 对太赫兹波技术的发展具有重要意义.

利用微细加工技术, 制作出太赫兹波段人工电磁材料, 从实验和理论上研究了金属矩形阵列在太赫兹波段的谐振频率及带宽与矩形长度的关系。并利用谐振频率随矩形孔长度增大而向低频移动的特性, 在同一层金属上, 将两个不同尺寸的金属矩形结构复合在同一个周期内, 制作出单层复合型人工电磁材料。模拟和实验结果表明, 单层复合型人工电磁材料实现了调节中心频率、频率拓宽以及多频段带阻功能。此研究为太赫兹滤波器等无源器件提供了新的设计思路和加工方法, 对太赫兹科学技术的发展和应用具有重要意义。