太赫兹无线传输技术研究新进展 实现0.14THz远距离高速无线传输

实现21 km、5 Gb／s、0.14 THz远距离高速无线传输，
微太中心取得太赫兹无线传输技术研究新进展

中国工程物理研究院微系统与太赫兹中心太赫兹应用技术研究室（MT-03）的无线通信研究团队成功实现了距离21 km、单路实时速率5 Gb/s、频率0.14 THz的远距离高速无线传输试验。试验中传输了两路HD-SDI无压缩高清音视频数据流，每一路的有效速率高达1.485 Gb/s。

21 km、5 Gb/s、0.14 THz无线传输系统

太赫兹应用技术研究室无线通信研究团队于2012年公开了一套0.14 THz频段的太赫兹无线传输系统^[1-3]，最远传输距离为1.5 km，实时处理速率为2 Gb/s，非实时处理速率为10 Gb/s。与之前的成果相比，本次试验将传输距离提高到原来的14倍以上，实时处理速率提高到原来的2.5倍。

目前高功率太赫兹源仍然是制约系统传输距离的瓶颈。为了获得更高功率的太赫兹波输出，研究团队结合了折叠波导行波管放大器，在0.14 THz频段实现了25.3 dB的增益，将系统发射功率放大到瓦量级^[4]。结合高增益卡塞格伦天线，本次试验中等效全向辐射功率（EIRP）达到了76 dBm。基带调制解调采用16QAM体制，采用FPGA实现并行实时处理，最大处理速率达到5 Gb/s。

发射端地点位于成都市双流区，接收端地点位于成都市新津县，实际传输距离为21.17 km。由于雾霾原因，试验当天两地的实际大气能见度仅有3 km左右，空气质量指数（AQI）为175（中度污染）。试验也一定程度上反映了太赫兹波对雾霾的穿透效果。

太赫兹应用技术研究室无线通信研究团队的主要研究领域包括高速远距离太赫兹无线传输系统、太赫兹频段自动跟瞄技术、太赫兹频段无线传输信道特性和高速数字信号处理技术。

参考文献

[1] Wang C, Lin C, Chen Q, et al. 0.14THz high speed data communicationover 1.5 kilometers[C]. 37th International Conference on Infrared, Millimeter,and Terahertz Waves. 2012
[2] Wang C, Lin C, Chen Q,et al. A 10-Gbit/s Wireless Communication Link Using 16-QAM Modulation in 140-GHz Band[J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2013,61(7): 2737-2746
[3] Lin C, Zhang J,Shao B, et al. A Multi-Gigabit Parallel Demodulator and Its FPGAImplementation[J]. IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics,Communications and Computer Sciences, 2012, E95-A(8): 1412-1415
[4] Lei W, Jiang Y,Zhou Q, et al. Development of D-band Continuous-wave Folded WaveguideTraveling-Wave Tube[C]. IEEE International Vacuum Electronics Conference(IVEC). 2015