太赫兹波遥感技术简介

（ 息来源： ｈｔ： ｗ ｗｎｃ ｇ． ） 信 ｔ ／ ｗ ． ｔ ｏｐ ｐ／ ｉ． Ｊ
口 岳 桢 干
测 器 是 用 来 观 测 天 空 的， 它主 要 地 观测 研 制 的一种 被 动制 冷碲 见用 途 是军 事 情 报卫 星，如 侦
在 ３至 ２ ｍ 波长 范 围内搜 索 ５ｇ 行 星、 恒星和银 河系 的起 源。 该 卫星 上装 有 多个用 于产 生天 空 图 的红 外探 测器 阵列 ，它们 的 波长分别 为 ３ ｍ 、 ４ ｍ 、 ． ４ ． ６
观 测 。 日本 国家信 息与 通信 技 术研 究所 （Ｉ Ｔ 的相 关研 究表 ＮＣ ） 明，太 赫 兹 波段 是 最适合 用 来 观 测 几 百微 米 大小 的冰 云颗 粒 的。他 们 也 开 始认 识 到 ，太 赫 兹波 段也 非 常适合 用来 对地 球
大 气层 中存在 的水蒸 气进行观 测。 如， 用太 赫兹水蒸 气观 例 利 测技 术 的灵活 性和 敏感 性 ，人 们有 可 能提供 城 市地 区 的局 部 暴 雨 预报。 虽然太 赫 兹波遥 感观 测技
口 高 国 龙
太 赫 兹 波 遥 感 技 术 简 介
太 赫 兹观 测是在 微 波 与 红 外 光 之 间 的 频 率 范 围 内进 行 的。在 整个 地 球 观测 频 率 范 围 内， 这片谱 区仍然是 一块 空 白， 因此 人们 还从 未在 所有 这 些 频 率 范 围 内进 行 过连 续 观 测。在 过 去 的 ２ 年 里，人们 一直想从 ０ 微 波 这端 来填 补太 赫 兹观 测 的 空 白，其 中就 包 括在 一些 卫 星 项 目上 所 作 出 的努力 尝试。例 如， ２０ 年 ，载有 亚 毫米 波辐 ０２ 射 计 （ＭＲ 的瑞 典 Ｏ ｉ Ｓ ） ｄ ｎ卫星发 射 升空；２０ ０９年， 服务于 国际空 间站 的载有超 导亚 毫米 波 临边 辐 射探测器 （ＭＩＥ ） 日本实 Ｓ ＬＳ 的 验舱 （ Ｍ） Ｊ Ｅ 投入使用。 些卫星 这 项 目都有一个 共 同目标 ， 即通过 亚毫米波实现太赫兹观测。 ０４ ２０ 年 ， 国航 空航 天局 （ Ａ Ａ 发 美 Ｎ Ｓ） 射 了载有微 波 临边 辐射 探 测器 （ Ｓ ＭＬ ）的 Ａ Ａ 卫 星 ， ＭＬ ｕＲ Ｓ上 装有 一 台工作在 ２ Ｈ 频段 的 ．Ｔ ｚ ５ Ｏ Ｈ观测装 置。与此 同时，人们 还 尝试从 红外 光这 端 来实 现太 赫兹观测。 例如， 国航 空航天 美 局 朗利 研 究 中心 成功利 用 气球 载 ＦＲ Ｔ设备 同时对水蒸 气和 ＩＳ 云进行 了太赫 兹观测 。 太 赫 兹 波 段 覆 盖 着 地 球 ５％ 以上 的长 波辐 射 ，一 直 以 ０ 来都被 认 为是 了解 全 球 变 暖过 程 的 重 要 波 段 （ 图 １ 由 于 见 ）。 处 在 无线 电波 与光 波 的 中 间区 域，太 赫 兹 波可 以综合 表 现 出 两者 的各 自特 点。最值 得 注 意 的是 ，它兼有 无 线 电波 的透过 性和光 波 的方 向性 （ 比如，较 高 的空间分辨 率） 。例 如，当人们 对冰云 （ 全球 变暖机制 中的一种 主要 因素） 进行观测 时，太赫兹 波 的这 些特 点就 显得特 别有 优 势。由于冰云颗 粒稀疏、 寸小 尺 且 易散射， 人们很难用 无线 电波 或 光波对 冰 云 的微 物理 过程 进 行观测 。 一方面， 云会反射光 冰 波（ 无论 是 红外光、可见 光，还 是 紫外光） ，导致 人们无 法利用 这 些光 波对 冰云 的内部 结构进 行观 测。 一方面， 另 无线 电波 虽 然可穿 透冰 云 ，但 会 以大 于冰 云颗 粒尺 寸 的波长进 行传 播， 这 就给冰 云 观 测带来 了困难。 然而 ，太 赫兹 波却 既有 可 能穿 透冰 云， 又有 可 能对冰 云进行
术具有很 多优 点， 但是 它不是 非 常成熟， 需通过一些新 的科研 还 项 目来加 以发 展。日本 Ｎ Ｃ Ｉ Ｔ在 相 关技 术 方面处 于世 界领 先地 位 ，他 们 将会 继续 通过 反 复 试 验来探 究各种 可 能 的情况。
图 ２ ＣＴ 太 赫兹 波 遥 感技 术 的示 意 图 ＮＩ
图 １ 太 赫 兹 波 段 （ 框 内） 地 球 辐 射 之 间 的关 系 方 与
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ＩＦ Ａ Ｅ Ｍ Ｎ Ｈ Ｙ ／ ｏ ． ， ． Ｕ ０ １ Ｎ Ｒ Ｒ Ｄ（ Ｏ Ｔ Ｌ ）Ｖ Ｌ３ Ｎｏ６ ２ ，Ｊ Ｎ２ １
镉 汞 探测 器 。由于采 用 了符 合 空 间条 件 的新 的封装 技 术 ，该 探 测器 将 能产 生符 合 陆地 监视 和 紧 急服务 等 实 际应用 需 求 的 高分 辨率 多光谱 图像。 两颗 “ 哨 １ ｍ 和 ２ 。 ２ｔ ｘ ２ 兵” ２号极 轨 卫星 上都 计划 装 欧洲 空间局定 于 ２ １ 年发 载一 台成像 幅宽 为 ２０ ｍ 、具 ０３ ９ ｋ 射 的两颗 “ 哨兵”２号极轨 卫星 有 １ 个谱 段 的多 光谱 成像 仪。 ３ 将装备 由法 国 Ｓ ｆ ｄ 公 司为对 ｏ ａｉ ｒ ｒ 红 外遥 感 系统 的另 一个 常
察 卫 星和 情报 搜集 卫 星。有 几 个 国家 已经在 其 军用 卫星上 用 可见光 、 波红外、中波红外和 短 长 波红 外传 感器采 集 与 国家安 全利 益有 关 的地 面 目标 和 活动 的 图像 信 息 了。与 非军 用 系统 相 比，许 多军用 卫 星 的分 辨 率 要 高得 多。