【導讀】太赫茲波在電磁波的分類(lèi)中，位于微波、毫米波等“電波”和可見(jiàn)光等“光”之間。通常，其頻率范圍是100GHz-10THz（太赫茲），波長(cháng)范圍是3mm-30μm左右，就是指電波和光重疊的區域。
太赫茲波在電磁波的分類(lèi)中，位于微波、毫米波等“電波”和可見(jiàn)光等“光”之間（下圖）。通常，其頻率范圍是100GHz-10THz（太赫茲），波長(cháng)范圍是3mm-30μm左右，就是指電波和光重疊的區域。
太赫茲波具有應用在通信網(wǎng)絡(luò )去檢測物體和人體的"潛力"，也就是將網(wǎng)絡(luò )本身作為傳感器進(jìn)行活用的“遙感”技術(shù)。
太赫茲波在電磁波（電波、光）中的區域
在Beyond5G/6G時(shí)代，其活用備受期待的太赫茲波是什么？
電磁波與運動(dòng)和熱量一樣，是一種能量形態(tài)，是指電場(chǎng)（電力作用的空間）和磁場(chǎng)（磁力作用的空間）一邊變化一邊進(jìn)行傳播的一種波。太赫茲波可以說(shuō)是接近于光的一種電波，具有穿透物質(zhì)或被物質(zhì)吸收的特性。
有觀(guān)點(diǎn)認為，可以利用該特性測量出光吸收類(lèi)型，并根據光吸收類(lèi)型，將太赫茲波應用于廣泛領(lǐng)域中的傳感和成像等方面，包括從分析物質(zhì)成分到使用無(wú)人探測器探索行星。
另外，太赫茲波的另一大特點(diǎn)是，其能量低于可見(jiàn)光，所以沒(méi)有X射線(xiàn)之類(lèi)的輻射風(fēng)險，不需要管理資格。由于它對人體無(wú)不良影響，所以也可以活用在安全檢查方面，例如在機場(chǎng)入口等公共場(chǎng)所，檢查在場(chǎng)人員是否攜帶武器或可疑物品。
有關(guān)用于B5G/6G的太赫茲波，負責管理和監督美國通信電波的聯(lián)邦通信委員會(huì )（FCC：Federal Communications Commission）為了開(kāi)展研究和實(shí)驗，已經(jīng)開(kāi)放了95GHz-3THz和寬頻帶。預計將和毫米波中的94GHz一樣，考慮將太赫茲波用于宇宙開(kāi)發(fā)等特殊用途。
在日本，B5G的特定實(shí)驗試驗局的使用頻帶主要是從90GHz-300GHz的被稱(chēng)為“亞太赫茲波（sub-THz）”的頻帶開(kāi)始進(jìn)行研究和探討。90GHz-300GHz的“亞太赫茲波”可使用比5G毫米波寬10倍以上的帶寬。100GHz-1THz的太赫茲波作為21世紀30年代預想的B5G/6G的通用頻帶,其實(shí)用化正受到期待。在全球供應鏈中，設備規格和標準的兼容性與新電波的標準密切相關(guān)，因此隨著(zhù)新設備的研究開(kāi)發(fā)，人們對于完善國際標準的關(guān)注也在提高。
在5G中，使用的是比4G通信速度高且在較少的基站中可廣范圍接收電波的Sub6（3.7GHz/4.5GHz），以及通信速度比Sub6大約快16倍的通信區域狹小的毫米波（28GHz/39GHz）。在B5G/6G中，預計也會(huì )根據不同用途，區別使用不同頻帶的電波，以達到高效使用。
在太赫茲波網(wǎng)絡(luò )中備受期待的傳感器性能
如上所述，太赫茲波在用于檢測和分析物質(zhì)的設備上得以活用，目前正在研究的是，未來(lái)使用太赫茲波的通信網(wǎng)絡(luò )去檢測物體和人體，也就是將網(wǎng)絡(luò )本身作為傳感器進(jìn)行活用的“遙感”技術(shù)。
紅外線(xiàn)和LiDAR作為一項利用了光和電波的反射的遙感技術(shù)，目前已被用于汽車(chē)等設備中。另一方面，太赫茲波作為接近光的一種電波，我們期待它能同時(shí)具備更廣范圍的傳感性能和高速大容量的數據通信性能。比如，還有一種構想是，就像穿透型傳感器或活用空間分辨率進(jìn)行成像的圖像傳感器那樣，根據太赫茲波的穿透和吸收等特性，將多個(gè)基站構成的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )加以活用。
使用太赫茲波網(wǎng)絡(luò )的通信和傳感的構想圖
在太赫茲波通信網(wǎng)絡(luò )中發(fā)揮遙感技術(shù)，實(shí)現超智能社會(huì )
太赫茲波無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的課題和所需技術(shù)
太赫茲波無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的實(shí)用化在技術(shù)上還存在不少課題。
如上所述，太赫茲波是接近光的一種電波，其電波的直進(jìn)性比毫米波更高，還具有易受水分（雨水和大氣中的濕氣等）和障礙物（大樓、樹(shù)木、人體等）影響的特性。而該特性所產(chǎn)生的電波的傳播衰減量，以及根據該特性可以檢測出降雨量、物體、人體的存在等，正是太赫茲波的有利之處。
但另一方面，太赫茲波的這種特性是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中電波傳播方面的重大課題。這是因為，將太赫茲波作為無(wú)線(xiàn)通信用的電波來(lái)使用時(shí)，對于將電波傳播到遠方這一目的而言，水分和障礙物造成的損失、吸收、遮擋、穿透損耗、漫反射會(huì )成為不利條件。
另外，B5G/6G的傳輸和接收需要相關(guān)系統和軟件方面的技術(shù)，如通信控制技術(shù)、算法、設備管理，以及能夠從傳感數據中獲取有利用價(jià)值的信息或優(yōu)化控制的AI等。
與此同時(shí)，基站和終端所需的設備包括了支持高頻和寬帶電波的天線(xiàn)、濾波器、放大器、混頻器、本地振蕩器等。開(kāi)發(fā)這些設備不僅需要解決亞太赫茲波和太赫茲波的傳播特性存在的課題，同時(shí)還需要實(shí)現小型化、低耗電性，散熱性和穩定性。
B5G/6G的近期研究和今后的技術(shù)革新，將在21世紀30年代為各種產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新的用戶(hù)體驗（UX），同時(shí)在許多國家面臨的勞動(dòng)人口、自然環(huán)境變化、自然災害等未來(lái)預測發(fā)生的諸多問(wèn)題方面，作為解決方法之一正備受期待。
關(guān)于村田
株式會(huì )社村田制作所是一家進(jìn)行基于陶瓷的無(wú)源電子元件與解決方案、通信模塊和電源模塊之設計、制造與銷(xiāo)售的全球領(lǐng)先企業(yè)。村田致力于開(kāi)發(fā)先進(jìn)的電子材料以及領(lǐng)先的多功能和高密度模塊。公司員工和制造基地遍布世界各地。
（來(lái)源：Murata村田中國，作者： 陳琦）
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