“误差仅为头发丝七分之一”……KRISS开发750GHz电磁波测量机器人[读懂科学]

韩国标准科学研究院（KRISS）自主开发出一套可用于国防隐身性能验证、第六代（6G）移动通信及半导体天线评估的超精密机器人基础电磁波测量系统。该系统将位置控制误差控制在10微米（㎛）以内，相当于头发丝粗细的约七分之一，被评价为大幅提升了高频段测量的可靠性。

KRISS于31日表示，研究院基于自主设计和精密控制技术，构建了“机器人基础超精密电磁波测量系统”。近年来，随着被应用于下一代通信部件、半导体封装天线和飞机雷达等的电磁波频率范围扩大到数十吉赫（GHz）以上，即使是极微小的位置误差也会导致测量结果出现巨大差异，这一问题已成为产业现场的核心课题。

KRISS 机器人基础电磁波测量系统在飞机缩比模型散射特性测量中的应用案例。(a) 旋转台上的飞机缩比模型测量平台。(b) 基于电磁波发射与接收的散射特性测量示意图及结果。彩色分布图表示随结构形状变化的电磁波散射强度变化，红色和黄色为散射强区域，绿色和蓝色为散射弱区域，散射越弱，被雷达探测的可能性越低。研究团队提供

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此次系统的核心是能够实现上下、左右、前后移动及旋转的六自由度（6-DOF）机器人技术。KRISS从系统设计到控制程序、位置校正技术全部实现自主化，使其可在最高750GHz频段内开展宽范围电磁波测量。

尤其是通过应用位置测量与校正技术，将天线对准误差控制在10㎛以内，相当于头发丝粗细的约七分之一。随着频段越高、波长越短，这种超精密控制被视为决定测量可信度的核心竞争力。

与以往大型电磁波试验设施需要宽阔空间和巨额建设成本不同，本次系统采用机器人在被测目标周围精密移动并扫描的方式，即便在狭小空间内也能反复进行低成本、高精度测试。

KRISS高级技术员 Lee Sangsu（左）和首席研究员 Kwon Jaeyong（右）利用机器人电子波测量系统，用亚太赫兹波测量纸币的微细图案和隐藏纹样。KRISS提供

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该系统在国防领域的应用潜力尤为巨大。在武器系统开发过程中，利用缩比模型评估电磁波散射特性时，微小的外形误差在实装设备尺度上可能演变为显著的性能差异。KRISS的超精密控制技术可提升基于缩比模型的隐身性能验证与雷达反射特性分析的精度。

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此外，该系统不仅适用于飞机雷达，还可灵活应用于相控阵天线模块、半导体天线等多种对象，根据被测目标特性进行匹配测量。未来在被视为6G候选频段的次太赫兹（sub-THz）无线通信部件测量领域，该系统也有望得到广泛应用。

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