我國首次實現基於超導接收的公里級太赫茲無線通信傳輸

新華社西寧10月3日電（記者陳杰）記者3日從中國科學院紫金山天文臺青海觀測站獲悉，近日由中科院紫金山天文臺牽頭的聯合實驗團隊，在位於青海省海西蒙古族藏族自治州的雪山牧場亞毫米波天文觀測基地，成功實現基於超導接收的高清視頻信號公里級太赫茲（THz）/亞毫米波無線通信傳輸。這是國際上首次將高靈敏度超導接收機技術成功應用於遠距離太赫茲無線通信系統，也是0.5THz頻段以上迄今最遠距離的太赫茲無線通信傳輸實驗。

太赫茲是頻率範圍在0.1至10THz，介於微波與光學紅外之間的頻段，是至今人類尚未充分認知和利用的頻譜資源。它具有穿透能力強、光子能量低等特點，在天文觀測、物體成像、寬帶通信等領域顯示了重大科學價值和實用前景。太赫茲通信是解決未來空間海量數據實時傳輸與落地難題的重要技術手段，但面臨因信號衰減嚴重而難以遠距離傳輸等瓶頸。

發射機功率、接收系統靈敏度以及傳輸場景等，是影響遠距離太赫茲通信的重要因素。在適宜太赫茲/亞毫米波天文觀測的臺址環境，將超高靈敏度和高增益的太赫茲天文望遠鏡系統與太赫茲通信系統相結合，可顯著提升太赫茲通信傳輸距離。

據瞭解，聯合實驗團隊完成了適應極端環境的太赫茲高靈敏度超導接收機、太赫茲高效倍頻鏈、中頻帶寬擴展和超寬帶調製發射等多項關鍵技術攻關，全自主研製了一套0.5THz頻段基於超導隧道結外差混頻接收的全電子學太赫茲通信系統，並在海西州雪山牧場亞毫米波天文觀測基地實現高清視頻信號的太赫茲無線通信傳輸，傳輸頻率爲0.5THz，傳輸距離爲1.2公里，信號發射功率僅10微瓦。

中科院紫金山天文臺研究員李婧介紹，本次實驗充分驗證了利用太赫茲/亞毫米波超導接收系統開展太赫茲通信的獨特優勢，完成了地面外場遠距離太赫茲通信傳輸實驗驗證及系統性能評估，爲未來空間/空地大容量太赫茲通信、雪山牧場亞毫米波多學科平臺建設奠定關鍵技術基礎。（完）