当我们畅想6G时代下载一部电影只需1秒时，很少有人知道这背后藏着一个"水管工"的烦恼——

承载超高速信号的通信电缆，在太赫兹频段下就像漏水的管道，信号损耗可能让实际网速大打折扣。

太赫兹频段的传输特性与物理限制

随着6G技术标准研究的推进（国际电信联盟预测2030年商用），

太赫兹频段（0.1-10THz）因其超宽频谱资源成为关键载体。

然而，高频电磁波在传统电缆中传输时面临两大核心问题：

介质材料的极化损耗随频率平方级增长，以及导体趋肤效应导致的表面散射损耗。

实测数据显示，当频率升至1THz时，现有PTFE绝缘材料的损耗角正切（tanδ）

会从毫米波段的0.0005激增至0.01以上，

信号衰减幅度可达50dB/m，严重制约中远距离传输可行性。

低损耗介质材料的研发突破

针对介电损耗问题，学界提出三类解决方案：

本征低损耗材料：如多孔二氧化硅通过硅氧键强稳定性抑制极化弛豫；

复合结构材料：氟化聚酰亚胺基体结合周期性空气腔（占空比30%-50%），

可使有效介电常数降至2.3以下；

超材料设计：基于人工电磁结构的负折射率介质，但当前仅实现实验室级小样本验证。

需注意的是，材料孔隙率与机械强度的矛盾仍需平衡——发泡率每提升10%，抗拉强度下降约35%。

导体表面工程的精度革命

高频电流的趋肤深度在1THz时仅约66nm，表面粗糙度（Ra）需控制在10nm以内以避免额外损耗。

日本NTT公司2024年实验证实，采用原子层沉积（ALD）技术制备

的5nm氧化铝包覆铜线，可将导体损耗降低至传统电解铜的1/8。

而石墨烯-铜复合导体虽在理论上具备更低表面电阻（<1μΩ·cm），

但量产工艺尚不成熟，目前成本高达$500/m。

系统级优化与商用化路径

从工程应用角度，需采用多维度协同策略：

混合电缆架构：如三明治结构的介质-导体-介质层（DCD），通过阻抗匹配降低界面反射；

动态补偿算法：基于信道状态信息（CSI）的自适应功率调控，可补偿约20%的传输损耗；

标准化进程：ITU-R预计2026年发布的6G频谱规划将明确太赫兹频段分割，为材料性能指标提供基准。

当前，美国ASTM国际标准组织已启动THz电缆测试方法（WK78921）制定工作，

中国信通院也在2025年白皮书中提出"介质损耗≤0.003@1THz"的预研目标。