140GHz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...     

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。     

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。     

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。     

（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%。     

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。     

太赫兹高速无线通信：体制、技术与验证系统

对太赫兹高速无线通信的国内外现状和发展趋势进行了全面的综述与分析。首先介绍了太赫兹通信的特点、频段和调制体制。在此基础上详细讨论了太赫兹无线通信的关键技术,包括太赫兹产生和功率放大技术、太赫兹接收检测技术、太赫兹调制解调技术、太赫兹传输技术、太赫兹高速通信数据流和网络协议技术、太赫兹集成微系统技术;然后重点介绍了日本、德国、美国和中国的几个典型的太赫兹通信验证系统;最后对太赫兹高速无线通信的应用和发展进行了展望。     

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。     

太赫兹通信中高速数字信号处理并行化算法

利用矩阵将数字信号处理算法采用并行化方式表示,然后利用矩阵张量积的思想,推导出以张量积表示的两级迭代并行滤波算法。在此基础上进一步分解得到多级迭代的并行滤波算法,并且采用多相分解的方式进一步提高系统应用中的并行化率。利用上述算法对码率为5 Gbps的16QAM信号进行32路并行化处理的MATLAB乘加级仿真,仿真结果与串行算法得到的数据等效,最终得到与理想误码率对比的系统误码率,仿真结果与理论误码率误差小于0.05 dB。     

基于分立器件和石英基片的0.68 THz和1.00 THz三倍频器（英文）

介绍了基于反向平衡式二极管和石英基片完成,而非集成电路的0. 68 THz和1. 00 THz频段平衡式三倍频.此项工作提高了二极管等效电路模型,该二极管模型不仅包括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15μm,机械加工精度提高至3μm内,使工作频率提高至1. 2 THz.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. 68 THz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%.