面对未来人工智能、万物智联的时代，需要建立传输速率更快、信息量更大、覆盖空间更广的无线信息传输网络，在空间无线通信频谱日益拥挤的今天，迫于RF频谱管理和高数据率传输需求的增加，在传统微波频段的基础上向100GHz以上毫米波及太赫兹频段发展成为必然趋势。

然而，对于100GHz以上频段，主要存在以下问题：一是对动态环境下无线通信信道传输特性及规律的认识尚停留在理论模型层面。二是高定向波束条件下的动态波束精确对准、捕获与跟踪研究尚未突破，仅停留在实验室阶段。三是远距离高速通信中的相关关键技术尚缺乏动态真实应用环境下的试验验证。

针对上述问题，自2010年开始，中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心（简称“中物院微太中心”）在国内较早的开展了相关技术研究，先后于2017年和2020年分别实现了140GHz频段地面距离21.3km和海面距离27km的高速通信技术验证，实现了公开报道最远地面和海面传输距离记录，并首次获得了地面及海面环境远距离信道测试数据。2021年6月，联合国内优势单位，首次开展了220GHz频段机载高速通信动态技术验证，突破了高功率源、低噪声接收、高精度动态跟瞄、高速信号调制解调等关键技术，获得了220GHz频段不同高度、公里级距离下的大气传输特性试验数据，完成了高清视频业务连续可靠传输。同时通过动态等效验证，具备了单路单载波20Gbps高速通信能力。这是国际上首次基于机载飞行平台的220GHz频段无线通信系统验证，标志着毫米波高频段无线通信系统从地面静态验证到了空中平台动态验证，具有里程碑式的意义。

图1　试验现场图，飞机在一定区域内进行上下左右飞行运动时，系统均能及时可靠跟瞄，数传信号接收稳定，实时高清视频传输稳定流畅。

通过该技术试验，验证了220GHz频段的动态跟瞄性能以及高速通信能力，为推动毫米波及太赫兹频段通信实用化奠定了基础。该技术一旦突破，有望在天地一体化信息网络中发挥重要作用，应用于空天地海多维度一体化通信，为解决我国空间信息网络中的高速、高安全传输难题，大幅提升空间信息服务能力提供有力支撑。