院士领衔,张江实验室,今年首篇Science子刊!

文摘   2024-11-24 08:01   四川  

太赫兹波通信技术因其高带宽、低延迟等特点,已成为第六代(6G)通信系统的关键技术之一,广泛应用于短距离高速通信、无线传感、安防监控等领域。与传统的无线通信技术相比,太赫兹通信具有更大的数据传输容量和更强的定向性,能够有效满足日益增长的高速、保密通信需求。然而,当前太赫兹通信技术面临着低阶开关键控(OOK)调制方案的局限性,导致抗干扰能力不足和较高的解调门限,影响了通信系统的性能。因此,实现高阶调制方案和精确控制太赫兹波的幅度、相位分布,成为了提升太赫兹通信技术的重要挑战。

近日,来自东南大学,中国科学院院士、东南大学首席教授/张江实验室崔铁军团队以及电子科技大学/张江实验室张雅鑫教授合作在太赫兹通信技术方面取得了新进展。该团队设计并制备了一种基于宽带时域编码元芯片的高阶直接调制太赫兹通信系统。通过利用元单元结构中的电磁共振特性,并结合砷化镓肖特基二极管实现控制,该系统能够精确调控施加在二极管上的电压脉冲时序,从而精确调节太赫兹谐波的幅度和相位。相比传统的低阶调制方法,这一技术实现了更高阶的调制方案,包括正交相位调制(QPSK)、16相位调制(16-PSK)和16正交振幅调制(16-QAM)。通过这些调制方案,该系统显著提高了信号传输的容量和抗干扰能力,成功实现了实时图像传输。

该团队利用时域编码技术,在不依赖复杂射频电路(如混频器和本地振荡器)的情况下,通过元芯片调制器在时间域内控制谐波的分布,极大地简化了太赫兹通信系统的硬件结构。这一创新方法不仅提升了太赫兹通信系统的集成度和低复杂度特性,还为高阶调制技术在太赫兹频段的实现提供了新的解决方案,推动了太赫兹无线通信系统的发展。

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