用于超外差接收机提供本振源的高功率510 GHz单片集成三倍频器

本文介绍了一种基于砷化镓材料的高功率490~530 GHz单片集成三倍频器。基于提出的对称平衡结构,该三倍频器不仅可以实现良好的振幅和相位平衡,用来实现高效的功率合成,还可以在没有任何旁路电容的情况下提供直流偏置路径以保证高效倍频效率。同时,开展容差性仿真分析二极管关键电气参数与结构参数对倍频性能的影响研究,以便最大化提升倍频性能。最终,在大约80~200 mW的输入功率驱动下,研制的510 GHz三倍频,在490~530 GHz频率范围内,输出功率为4~16 mW,其中峰值倍频效率11%。在522 GHz频点处,该三倍频在218 mW的输入功率驱动下,产生16 mW的最大输出功率。该三倍频器后期将用于1 THz的固态外超外差混频器的本振源。     

140 GHz高速无线通信技术研究

太赫兹频段的宽带特性使得其在高速无线通信领域存在巨大的应用潜力,当前太赫兹通信存在的主要问题是辐射功率低、大气衰减严重及调制解调困难。该文在提出了基于肖特基二极管次谐波混频技术+16 QAM高速数字调制解调技术的太赫兹波超高速信息传输系统实现方案,该方案提高了太赫兹通信的频谱效率。并在国内首次实现了140 GHz无线通信实验系统,以实验方法验证了太赫兹信道的幅相失真特性完全满足高阶数字信号的传输要求。该系统在0.5 m距离上实现了10 Gbps无线传输实验和高清视频传输,辐射功率-3 dBm,系统误码率小于1e-6。     

用于太赫兹通信的双向全并行相位估计算法

在太赫兹通信的超宽带应用场景下,太赫兹载波是通过多次倍频实现,因而导致相噪严重恶化。基于太赫兹频率下的多极/零相位噪声模型,在传统的盲相位估计算法的基础上,提出了一种全并行化的相位估计算法。该算法通过在每个并行数据中插入导频,将导频相噪信息作为初始相位对并行数据进行相位扩展及旋转鉴相。借鉴传统盲相位估计算法的最佳相位估计值的判决选择思路,同时利用前一时刻导频和当前时刻导频,对当前并行数据从前后两个方向进行相位估计并对前后两个估计相位基于距离前后导频的位置进行加权求和以获得最佳相位估计信息。经过仿真验证,通过该算法后残余相噪在1 MHz和10 MHz处分别降低10 dBc/Hz和25 dBc/Hz。     

大功率单路和功率合成式100~115GHz 肖特基平衡式二倍频器

研究了基于肖特基二极管的单路和功率合成式110 GHz大功率平衡式二倍频器。单路倍频器电路具有33%的峰值测试效率,且其工作带宽超过13.6%。另外,采用了不同的双路合成结构来实现两种不同的合成式110 GHz倍频器。该功率合成式倍频器在两只127 μm 厚的 ALN 基片上焊接了四个分立的肖特基二极管。在800 mW的驱动功率下,两种合成式倍频器都测得了大于200 mW的输出功率,证明了利用该合成式倍频结构可实现更高输出功率。     

基于802.11协议的0.34 THz无线局域网实验系统

描述了一套由基于固态半导体电子学技术的0.34 THz无线通信收发前端和基于802.11协议的无线局域网设备实现的0.34 THz无线局域网实验系统。0.34 THz收发前端采用基于肖特基二极管的倍频及混频技术以及基于精密机加工艺的太赫兹无源器件实现,主要由0.34 THz腔体滤波器、0.34 THz谐波混频器、0.17 THz本振倍频链和馈电偏置电路组成。实测结果表明：研制的由3节点组成的0.34 THz无线局域网实验系统可在1.15 m的距离上实现节点间大于800 KB/s的组网通信。     

6G新频谱：太赫兹无线通信之“思与行”

太赫兹无线通信技术是未来6G潜在关键技术之一，引起了国内外广泛的关注。本文首先介绍了国内外相关研究计划和研究动向，分析了太赫兹通信技术的特点和优势。其次阐述了太赫兹通信技术在未来6G中的可能应用场景以及面临的挑战。最后提出了行动建议。     

（英）基于分立器件和石英基片的0.68THz和1.00THz三倍频器

主要介绍了0.68THz和1.00 THz频段平衡式三倍频。该三倍频是基于反向平衡式二极管和石英基片完成,而非集成电路。该工作主要的贡献在于提高了二极管等效电路模型,该二极管模型不仅仅包括I/V和C/V,同时还加入了等离子体共振和趋肤效应,将薄膜电路减薄至15um,机械加工精度提高至3um内,可使工作频率提高至1.2THz。通过场路协同仿真,利用高精度太赫兹装配工艺,最终实现工作频率为0.68THz和倍频效率为1%的三倍频器,工作频率为1.00 THz和倍频效率为0.6%的三倍频器,输出相对带宽均大于10%。     

太赫兹近场通信信道特性研究综述

为满足不断提高的数据传输需求,未来的通信技术会向更高的载波频率发展,基于太赫兹频段的通信可实现高稳定性和高数据速率通信。本文综述了太赫兹近场信道特性及信道建模的研究进展,介绍了太赫兹频段下对近场信道分析的必要性,对比了远近场信道的区别;针对太赫兹近场通信信道,介绍了球面波前建模与基于电磁波理论的模型;结合信道建模技术与近场信道特点,介绍了可用于近场信道建模的方法论;最后对太赫兹近场信道特性研究进行了总结并对未来发展方向进行了展望。     

高速无线通信技术研究综述

随着多个领域对无线通信的速率要求越来越高,从几百Mbps到几十Gbps,高速无线通信成为通信技术的一个前沿研究热点,并取得了重要的研究进展。详细介绍了微波毫米波通信系统、光通信系统和太赫兹通信系统3类主要的高速无线通信系统各自的研究现状及取得的成果,分析了它们采用的技术路线,并比较了各系统的优缺点,其中重点关注了它们各自采用的调制解调方式,最后展望了高速无线通信技术进一步的研究方向。     

基于混频偏置合成的高速太赫兹无线通信系统

提出一种基于载波抑制混频与载波偏置功率合成的高速太赫兹无线通信方案。发射端利用载波抑制混频器和载波偏置功率合成在140 GHz载波上实现了开关键控(OOK)调制;接收端利用包络检波接收器进行检波接收。分别开展了不同混频本振功率及偏置功率下的检波响应实验、不同基带信号功率及偏置功率下的检波响应实验,以及不同输入功率下的检波响应实验。实验结果对OOK调制器设计,以及OOK类通信系统的优化均具有较好的指导意义。最后,利用优化的系统参数在70 cm距离上实现了140 GHz, 16 Gbps的无线通信,系统误码率(BER)优于10-5。