基于共振隧穿二极管的近程太赫兹通信技术

【摘  要】太赫兹通信技术是实现6G愿景的关键底层技术之一,针对应用场景选择不同技术路线定制收发系统将是其发展趋势。RTD太赫兹收发模块具有室温、高频率、高灵敏度、易集成等特点,成为太赫兹通信技术领域的新星。通过介绍RTD太赫兹源、探测器及通信系统的工作原理和现状,分析了目前面临的效率及灵敏度提升挑战,并从器件和电路层面探讨和展望了可能解决方案和技术方向,为推动RTD太赫兹通信实用化提出思考。

【关键词】太赫兹通信;共振隧穿二极管;太赫兹源;太赫兹探测

0   引言

在过去的30年里,通信技术经历了从1G到5G商用的快速发展。无线通信对带宽的需求,几乎每18个月翻一番[1],当前的通信速率已经达到数十Gb/s,未来6G网络发展对于通信速率的需求在百Gb/s甚至Tb/s量级,从2019年开始,各国开始布局6G研发,抢占无线通信的世界领跑位置。更高的通信速率需要更宽的带宽[2],因此要更高的频谱技术支持,0.1-10 THz的太赫兹通信因速率高、信息传输容量大、GHz连续带宽、亚毫米天线集成、多频段耦合、抗干扰、体积小等优势,被誉为“新一代无线革命”,在空间和短距离高速无线通信方面都有巨大发展潜力,成为6G愿景实现的关键底层技术之一[3]。相较其它通信技术,太赫兹通信的应用研究主要受限于其较短的通信距离,提升通信系统收发组件性能成为关键之一。特别是在本地无线局域网(WLAN, Wireless Local Area Network)、本地无线个域网(WPAN, Wireless Personal Area Network)、室内超短距离高速下载等太赫兹通信应用潜力巨大的领域中[3],对于固态低功耗、小型化的紧凑型太赫兹收发系统需

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