《我国科研团队太赫兹通信获重大突破:1.2 公里高清传输验证星地通信潜力》

2025-06-19青海日报

每日科技网

  (青海日报 2025 年 6 月 19 日讯) 中国科学院紫金山天文台牵头的联合团队在太赫兹通信领域取得里程碑进展 —— 将太赫兹天文望远镜系统应用于通信场景,在海拔 4445 米的青海雪山牧场实现 1.2 公里距离的高清视频实时传输。这项突破为高容量星地通信提供了全新技术路径,相关成果于《国家科学评论》在线发表。

  一、技术突破:天文设备的通信场景革命

  2024 年 10 月起,科研团队在青海海西州雪山牧场亚毫米波天文台址开展实验。其核心创新在于跨界融合天文观测与通信技术:

  硬件革新:自主研制 60 厘米口径太赫兹望远镜,配备 500GHz 频段超导混频接收机,灵敏度达量子极限(噪声温度<10K)

  发射端突破:仅 15 微瓦功率的全电子学太赫兹发射器,实现 0.1W/㎡的超低功率密度传输

  传输成果:成功传输 1080P 高清视频,误码率<10⁻⁶,等效数据速率达 1.2Gbps

  紫金山天文台研究员李烨介绍:"传统太赫兹通信需高功率发射器,而我们利用天文望远镜的高灵敏度特性,证明低功率太赫兹信号可实现长距离高质量传输。"

  二、场景价值:星地通信的高原验证

  选择海拔 4445 米的雪山牧场作为实验场,具有特殊战略意义:

  大气窗口适配:4445 米海拔处,太赫兹波(500GHz)大气传输损耗较平原降低 37%,接近星地通信的大气环境

  极端环境测试:-25℃低温、60% 湿度条件下,系统仍保持稳定传输,验证高可靠性

  星地链路模拟:望远镜仰角 75° 时,信号传输路径与卫星过境轨迹高度相似

  实验数据显示,该系统在 1.2 公里距离的传输性能,等效于星地链路中 300 公里轨道高度的通信效果,为太赫兹星地通信提供了关键参数支撑。

  三、行业影响:通信技术的代际跨越

  1. 技术路线创新

  颠覆 "高功率 = 高性能" 的传统认知,开创 "高灵敏度接收 + 低功率发射" 的新范式

  天文望远镜与通信系统的跨界融合,为太赫兹通信设备小型化提供思路

  2. 应用前景展望

  6G 核心技术:太赫兹频段(0.1-10THz)是 6G 候选频段,该技术可提升频谱效率 5-10 倍

  深空探测通信:为月球、火星探测提供高容量通信链路,数据传输速率较微波通信提升 100 倍

  军事通信:低功率、难截获的特性,适用于隐蔽通信场景

  中国通信学会专家委员会主任表示:"这项突破将太赫兹通信从实验室推向工程化,尤其在星地链路领域,有望使我国在下一代通信技术竞争中占据先机。"

  四、科研启示:交叉学科的创新范式

  该成果的诞生得益于三大交叉融合:

  学科交叉:天文学的高灵敏度接收技术与通信工程的信号处理技术结合

  场景交叉:将天文观测的高原台址转化为通信技术验证场

  设备交叉:同一套望远镜系统可同时用于天文观测与通信传输

  紫金山天文台台长吴雪峰指出:"当射电天文设备成为通信链路的关键节点,这种跨界创新不仅解决了技术难题,更开拓了科研视野。" 据悉,团队正计划在青海建设太赫兹星地通信试验基地,开展 10 公里级传输实验,为未来太赫兹通信卫星研制奠定基础。

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