中國電科41所—毫米波與太赫茲測(cè)量系統(tǒng)項(xiàng)目公示

1、一、項(xiàng)目名稱一、項(xiàng)目名稱：毫米波與太赫茲（50GHz～500GHz）測(cè)量系統(tǒng)二、推薦單位意見二、推薦單位意見我單位認(rèn)真審閱了該項(xiàng)目推薦書及附件材料，確認(rèn)全部材料真實(shí)有效，相關(guān)欄目均符合國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)工作辦公室的填寫要求。該項(xiàng)目在缺少核心器件、工藝能力薄弱等不利條件下，立足國內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)，突破了毫米波與太赫茲核心電子元器件、關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)制造、核心測(cè)量儀器研發(fā)、自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)集成等基礎(chǔ)技術(shù)問題，在國內(nèi)首次研制了50GHz～500GHz高性能毫

2、米波與太赫茲元器件、模塊、測(cè)量儀器和系統(tǒng)，其中核心元器件和模塊全部自主可控，項(xiàng)目研究過程中獲得國家授權(quán)發(fā)明專利60項(xiàng)，制定國家測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，所有技術(shù)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該項(xiàng)目成果不僅系統(tǒng)解決了太赫茲技術(shù)領(lǐng)域的測(cè)量問題，同時(shí)為國家毫米波與太赫茲安檢、雷達(dá)、通訊等應(yīng)用開發(fā)提供了必備的核心器部件，推動(dòng)了國內(nèi)毫米波與太赫茲技術(shù)研究和應(yīng)用開發(fā)的快速發(fā)展，對(duì)太赫茲頻譜的占有和利用具有重大的戰(zhàn)略意義。該項(xiàng)目成果為國家毫米波與太赫茲儀器采購節(jié)約了大量

3、經(jīng)費(fèi)，同時(shí)具有高性價(jià)比，獲得了市場高度認(rèn)可，已在國內(nèi)200余家單位推廣應(yīng)用，涉及中國科學(xué)院、中國電子科技集團(tuán)公司、中國航天科技集團(tuán)公司、華為技術(shù)有限公司、同方威視技術(shù)股份有限公司、博微太赫茲信息科技有限公司、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等科研院所、高校和知名企業(yè)，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。提名該項(xiàng)目為國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。三、項(xiàng)目簡介三、項(xiàng)目簡介1主要科學(xué)技術(shù)內(nèi)容2004年太赫茲技術(shù)被美國評(píng)為“改變未來世界的十大技術(shù)”之一，2005年日

4、本將其列為“國家支柱十大重點(diǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)”之首，2005年我國專門召開了“香山會(huì)議”，制定了我國太赫茲技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，太赫茲已經(jīng)成為本世紀(jì)最為重要的新興學(xué)科之一，也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究熱點(diǎn)之一。科技要發(fā)展，測(cè)試需先行，毫米波與太赫茲測(cè)試技術(shù)是毫米波與太赫茲技術(shù)科學(xué)研究和工程應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)和保障條件，是毫米波與太赫茲產(chǎn)業(yè)鏈中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)毫米波與太赫茲技術(shù)發(fā)展十分重要的意義，是開發(fā)利用毫米波與太赫茲頻譜資源的重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。項(xiàng)目立項(xiàng)之初，我國毫

5、米波與太赫茲測(cè)量儀器尚處于空白，毫米波與太赫茲測(cè)量儀器市場被美國安捷倫公司、VDI公司、NSI公司、SPC公司和德國R&S公司等國外公司產(chǎn)品所壟斷，價(jià)格極其昂貴，許多單位被迫高價(jià)購買，后波與太赫茲測(cè)試技術(shù)難題，開發(fā)研制的毫米波與太赫茲元器件和整部件已廣泛地應(yīng)用于毫米波與太赫茲技術(shù)研究和產(chǎn)品研制，為中國毫米波與太赫茲技術(shù)發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。4、主要科技創(chuàng)新我國毫米波與太赫茲測(cè)試技術(shù)發(fā)展主要面臨以下幾個(gè)方面的問題：一是缺少毫米波與太赫

6、茲核心器件，只能對(duì)較低頻率元器件擴(kuò)展使用頻率，嚴(yán)重制約了毫米波與太赫茲測(cè)量儀器發(fā)展；二是缺少毫米波與太赫茲頻段高性能介質(zhì)材料，我國現(xiàn)有介質(zhì)材料在毫米波與太赫茲頻段損耗大，難以滿足高性能倍頻、混頻與檢波電路制作要求；三是缺少毫米波與太赫茲器件模型以及電路設(shè)計(jì)與仿真軟件，沒有高效精準(zhǔn)的器件模型和合適的設(shè)計(jì)與仿真軟件，使毫米波與太赫茲核心器件和關(guān)鍵部件研制需反復(fù)試驗(yàn)與摸索，難以實(shí)現(xiàn)最佳性能；四是精密機(jī)械加工和電路制作工藝落后，難以滿足500G

7、Hz金屬波導(dǎo)（0.56mm0.28mm）加工與內(nèi)部電路制作要求；五是缺乏毫米波與太赫茲計(jì)量與量值溯源手段，毫米波與太赫茲頻段計(jì)量條件工作頻率尚沒有覆蓋到太赫茲頻率，阻抗、材料、天線與RCS等參數(shù)也缺少溯源的途徑。在無核心器件、無關(guān)鍵材料、缺設(shè)計(jì)手段與計(jì)量保障條件、工藝落后的情況下，項(xiàng)目組立足國內(nèi)基礎(chǔ)工藝條件，從基礎(chǔ)做起，創(chuàng)造條件攻難關(guān)，突破了毫米波與太赫茲核心器件、金屬波導(dǎo)成型工藝、超薄電路制作工藝、寬帶高效信號(hào)發(fā)生、接收、檢測(cè)和分離等

8、基礎(chǔ)技術(shù)；立足國產(chǎn)器件和材料，攻克了毫米波與太赫茲系統(tǒng)鎖相、測(cè)量校準(zhǔn)與誤差修正、材料參數(shù)反演、RCS標(biāo)定、片上天線測(cè)量等系統(tǒng)集成技術(shù)與核心算法，以金屬波導(dǎo)作為毫米波與太赫茲傳輸線，四種儀器和三種自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)整體推進(jìn)，工作頻率不斷提高，實(shí)現(xiàn)了毫米波與太赫茲測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量頻率全面覆蓋了50GHz～500GHz，解決了基本測(cè)量手段問題，為向更高頻率推進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。主要科技創(chuàng)新點(diǎn)如下：（1）太赫茲核心器件設(shè)計(jì)制造技術(shù)）太赫茲核心器件設(shè)計(jì)制造技術(shù)毫

9、米波與太赫茲測(cè)量系統(tǒng)首先要解決毫米波與太赫茲核心器件自主可控問題，包括倍頻二極管、混頻二極管等核心器件，這些器件都要求有極小的寄生參數(shù)以良好的高頻特性，國外只有美國VDI公司相關(guān)器件。本項(xiàng)目立足國產(chǎn)器件工藝，創(chuàng)造性地提出了陽極端點(diǎn)支撐空氣橋肖特基二極管器件結(jié)構(gòu)，提高了空氣橋高度，大幅降低了嚴(yán)重影響器件性能的陽極端容性寄生參數(shù)；優(yōu)化了相應(yīng)制造工藝流程，提出了多層金屬空氣橋制作工藝，解決了懸浮金屬空氣橋機(jī)械支撐強(qiáng)度差的難題；提出了柔性超薄G