太赫兹通信芯片关键技术与系统发展浅析
2021-11-30曹浩一董亚洲王正寇伟张倩玉童钦文杨自强龚森曾泓鑫张雅鑫
数据与计算发展前沿 2021年5期
曹浩一,董亚洲,王正,寇伟,张倩玉,童钦文,杨自强,2,龚森,2,曾泓鑫,张雅鑫,2*
1.电子科技大学,四川 成都 611731
2.电子科技大学长三角研究院(湖州),浙江 湖州 313099
前 言
太赫兹通信泛指载波频率位于太赫兹波段(0.1-10THz)的通信技术手段,由于太赫兹波的特殊频谱位置,太赫兹通信既具有红外、可见光的大带宽特点,又具备微波无线电的无线传输能力,其特点可归结为频谱资源丰富、大容量、私密性好等。随着云计算、物联网、移动互联网的崛起,使得通信业务量急剧增加,在现有无线通信频段资源日趋紧张的形势下,通信容量与业务需求矛盾不断地加剧,因此迫切需要发展以太赫兹频段为代表的基于全新频谱的高速通信技术。
随着WRC-2019 会议正式确定275~296GHz、306~313GHz、318~333GHz、356~450GHz 为4 个 全球标识的移动业务频段[1],太赫兹通信成为了未来6G 关键潜在技术之一。系列性的6G 白皮书均将太赫兹通信列为了关键技术。同时,太赫兹通信也得到了科学技术研究领域和产业领域的高度关注。
在太赫兹通信诸多核心关键技术中,芯片技术是核心,无论是分立器件还是集成电路都离不开高性能太赫兹芯片技术的发展。从目前太赫兹通信需求的核心关键器件发展看,无论是由二极管技术衍生的太赫兹倍频、混频等分立器件,由InP、GaNHEMT、HBT 发展的太赫兹低噪放、功放芯片技术,还是由硅基工艺拓展的集成电路芯片都成为了集成化、小型化太赫兹通信技术发展的前提,并且伴随器件的小型化,更多的技术如天线的大规模多入多出(MIMO)技术也能更好地为太赫兹通信系统的发展提供方向。……
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