中国科学家完成超导太赫兹通信实验

一簇燎原 2024-10-04 03:18:06

太赫兹通信是解决未来空间海量数据实时传输与落地难题的重要技术手段,然而由于信号衰减严重,太赫兹通信一直面临难以远距离传输的瓶颈。为了突破这一难题,我国科学家在太赫兹通信领域进行了长期的研究和技术积累。

由中国科学院紫金山天文台牵头,联合中国工程物理研究院电子工程研究所、上海师范大学等机构组成联合实验团队,中国电科54所、中国科学院理化技术研究所和长春光学精密机械与物理研究所也参与了部分研制工作。

实验在青海省海西州雪山牧场亚毫米波天文观测基地进行,该基地海拔约4300米,是适宜太赫兹/亚毫米波天文观测的台址环境。

实验于2024年9月27日至10月1日期间进行。成功实现了基于超导接收的高清视频信号公里级太赫兹/亚毫米波无线通信传输。这是国际首次将高灵敏度超导接收机技术成功应用于远距离太赫兹无线通信系统,也是0.5THz频段以上迄今最远距离的太赫兹无线通信传输实验。

实验团队完成了适应极端环境的太赫兹高灵敏度超导接收机的研制,这是实现远距离太赫兹通信的关键技术之一。

团队全自主研制了一套0.5THz频段基于超导隧道结外差混频接收的全电子学太赫兹通信系统。

高效倍频链、中频带宽扩展和超宽带调制发射技术:这些关键技术的攻关,为实验的成功实施提供了有力保障。

本次实验充分验证了利用太赫兹/亚毫米波超导接收系统开展太赫兹通信的独特优势,为未来空间/空地大容量太赫兹通信提供了技术基础。

完成了地面外场高速数据太赫兹通信传输实验验证及系统性能评估,为未来空间/空地大容量太赫兹通信、以及雪山牧场亚毫米波多学科平台建设奠定了关键技术基础。

我国科学家在太赫兹通信领域的这一突破,标志着我国在该领域的研究已达到国际领先水平。

随着太赫兹通信技术的不断发展和完善,未来有望在卫星通信、星地通信等领域发挥重要作用,为解决未来空间海量数据实时传输与落地难题提供有力支持。同时,太赫兹通信技术的发展也将推动相关学科和领域的进步和创新。

我国在太赫兹通信领域取得了多项重要成果,这些成果不仅展示了我国在太赫兹技术方面的研发实力,也为未来通信技术的发展奠定了基础。以下是我国在太赫兹通信领域的一些重要成果:

一、超导太赫兹通信实验

成果概述:中国科学院紫金山天文台牵头的联合实验团队,在青海省海西州雪山牧场亚毫米波天文观测基地,成功实现了基于超导接收的高清视频信号公里级太赫兹无线通信传输。这是国际上首次将高灵敏度超导接收机技术成功应用于远距离太赫兹无线通信系统,也是0.5THz频段以上迄今最远距离的太赫兹无线通信传输实验。

技术亮点:实验中使用了高灵敏度超导接收机,显著提升了接收系统的灵敏度。此外,还完成了太赫兹高效倍频链、中频带宽扩展和超宽带调制发射等多项关键技术攻关。

意义:该实验验证了利用太赫兹/亚毫米波超导接收系统开展太赫兹通信的独特优势,为未来空间/空地大容量太赫兹通信以及雪山牧场亚毫米波多学科平台建设奠定了关键技术基础。

二、太赫兹轨道角动量实时无线传输通信实验

成果概述:据中国航天科工二院25所的消息,该所在北京完成了国内首次太赫兹轨道角动量的实时无线传输通信实验。实验利用高精度螺旋相位板天线在110GHz频段实现4种不同波束模态,通过4模态合成在10GHz的传输带宽上完成100Gbps无线实时传输。

技术亮点:该实验最大限度提升了带宽利用率,为我国6G通信技术发展提供重要保障和支撑。

意义:太赫兹通信作为实现6G愿景的关键技术,已得到全球通信业的认可。此次实验的成功,进一步推动了我国在太赫兹通信技术领域的领先地位。

三、太赫兹芯片研发与应用

成果概述:中国电科产业基础研究院在太赫兹芯片领域取得了显著成果,实现了太赫兹芯片的大批量稳定供货。该芯片在通信速率、大数据无线传输等方面展现出 巨大潜力。

技术亮点:太赫兹芯片以其高频率、宽带宽的特性,成为移动通信升级换代的秘密武器。它不仅能让通信速率提升至几百吉比特每秒,还能满足大数据无线传输的超高速需求。

意义:太赫兹芯片的研发与应用,不仅推动了我国在太赫兹技术领域的技术创新和市场拓展,也为未来通信技术的发展提供了新的动力。

四、太赫兹技术在其他领域的应用探索

除了通信领域外,我国科学家还在雷达探测、电子对抗、大气环境监测、医学成像、安全检查等领域对太赫兹技术进行了深入探索和应用。这些应用探索不仅拓展了太赫兹技术的应用范围,也为相关领域的科技进步提供了有力支持。

我国在太赫兹通信领域取得了多项重要成果,这些成果不仅展示了我国在太赫兹技术方面的研发实力,也为未来通信技术的发展奠定了坚实基础。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,太赫兹通信将在更多领域发挥重要作用,为我国乃至全球的科技进步和社会发展贡献力量。

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一簇燎原

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