定向太赫茲無線鏈路(左)從墻壁反彈,因而從發(fā)射到接收沒有視線路徑。插圖顯示對(duì)數(shù)刻度上的誤碼率(BER),它是發(fā)射機(jī)輸出功率的函數(shù)。在100GHz和200GHz,基本上可以實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)傳輸(BER = 10exp-9)。特寫照片(右)顯示這些測(cè)量中使用的發(fā)射器裝置,其中包括喇叭天線和聚四氟乙烯透鏡,以增加系統(tǒng)的增益。
太赫茲(THz)頻譜區(qū)域內(nèi)的新頻率范圍很快就能夠支持不斷增長(zhǎng)的通信需求,以獲得更多帶寬。《APL光子學(xué)》期刊中一篇論文證明了在不同情況和環(huán)境中使用太赫茲載波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目尚行裕úǖ姆瓷浠虮粔Ρ诤推渌矬w反射的非視距應(yīng)用。
布朗大學(xué)丹尼爾·米特曼(DanielMittleman)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)先了這項(xiàng)研究,他說:“我們不是第一批THz無線鏈路室內(nèi)或室外可行性研究小組,但鮮有全面的研究成果。”這一領(lǐng)域的許多研究人員認(rèn)為,依賴于間接或非視線通路的連接是不可能的。“我們的工作表明,情況并非如此。”
對(duì)于頻率高于95千兆赫(GHz)的太赫茲輻射,美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)尚未制定服務(wù)規(guī)則。該頻譜區(qū)域帶寬可用于未來無線(自由空間光學(xué)或FSO)技術(shù),但對(duì)于這種數(shù)據(jù)載波的功率要求、架構(gòu)、硬件或其他基本問題知之甚少。
與藍(lán)牙或標(biāo)準(zhǔn)Wi-Fi等典型無線載波相比,THz輻射頻率高100倍,因此光子能量也高。有些人對(duì)此類輻射的安全性表示擔(dān)憂,但由于這些波不太可能深入到物體組織中,特別是在無線應(yīng)用中使用的功率,大多數(shù)人認(rèn)為安全性不會(huì)成為問題。
米特曼團(tuán)隊(duì)在各種真實(shí)環(huán)境中使用數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒1千兆位的鏈路測(cè)量100、200、300和400 GHz的數(shù)據(jù)傳輸。他們?cè)O(shè)置了一個(gè)太赫茲發(fā)射機(jī),使用倍頻器鏈將調(diào)制后的基本信號(hào)上變頻到所需的頻率。他們還將接收器放置在各種室內(nèi)和室外障礙物的下游,以檢測(cè)脈沖信號(hào)。室外測(cè)量是在實(shí)驗(yàn)許可證下進(jìn)行的。
當(dāng)THz信號(hào)直接指向接收器時(shí),它產(chǎn)生一個(gè)視線測(cè)量值。或者,也可以在檢測(cè)之前強(qiáng)制信號(hào)從物體反射或反彈。這些非視距實(shí)驗(yàn)使用了現(xiàn)實(shí)生活中諸如煤渣、門、金箔和光滑的金屬板等物體,以便反射信號(hào)。
在一項(xiàng)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)中,信號(hào)源和接收器的位置彼此不可見。信號(hào)從中間墻反彈兩次,接收器很容易檢測(cè)到。該研究表明,與先前預(yù)期相反,對(duì)于這種類型的載波,非視距使用是可能的,因此THz輻射將在未來無線技術(shù)中發(fā)揮作用。
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原文標(biāo)題:【第132期】【太赫茲頻譜】太赫茲頻譜成為新型非視距光通信媒介
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