注:本文转载自“曾益科技”微信公众号
什么是太赫兹
随着对电磁波的不断探索,人类对电子学和光学获得了充分的认识,形成了两大较为成熟的应用技术:毫米波和光学。然而毫米波和光频段之间,还存在着丰富的太赫兹资源。
太赫兹是指频率在0.1-10THz范围内的电磁波,在长波段与毫米波相重合,在短波段与红外光相重合,是宏观经典理论向微观量子理论的过渡区,也是电子学向光子学的过渡区。利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学和信息学中基本科学问题的认识。
太赫兹的应用
那么太赫兹的具体应用都有哪些呢?下面就由小编来为您介绍。
太赫兹成像
太赫兹成像技术主要是利用太赫兹射线照射物品,通过物品的透射或反射获得物品的信息,进而成像。太赫兹的频率很高、波长很短,具有很高的信噪比,并且在浓烟、沙尘等环境中传输损耗很少,可以穿透墙体对房屋内部进行扫描,是复杂环境下成像的理想技术。借助太赫兹特有的穿墙术,可以对墙后物体进行三维立体成像。与作用距离较短的X射线相比,太赫兹成像具有独特优势,目前已经初步应用于邮件检查以及无损探伤等安全领域。
太赫兹雷达
雷达靠接收目标的反射信号来发现目标。如果目标表面能使雷达波被吸收或散射,可大大减小被发现的概率,达到隐身的目的。目前的隐身技术只能对一个特定波段发挥作用,而太赫兹包含了丰富的频率,有着非常宽的带宽,能以成千上万种频率发射纳秒至皮秒级的脉冲,超过现有隐身技术的作用范围。另外,太赫兹的波长很短,可以用于探测更小的目标和更精确的定位。太赫兹雷达作为高精度、反隐身雷达的发展方向,有广阔的应用前景。
太赫兹通信
无线通信发展多年后,频段资源已日趋稀缺,量子通信目前仍遥不可及。太赫兹频段集成了微波通信与光通信的优点,具有传输速率高、容量大、方向性强、安全性高及穿透性好等特性,在通信应用上的前景诱人。太赫兹用于通信可以获得10GB/s的无线传输速度,特别是卫星通信,由于在外太空,近似真空的状态下,不用考虑水分的影响,这比当前的超宽带技术快几百至一千多倍,这就使得太赫兹通信可以获得极高的通信带宽。
太赫兹解决方案
曾益科技联合NI提供太赫兹解决方案,适配NI MTS或mmWave VST。搭配曾益科技定制的毫米波本振、毫米波开关、毫米波/太赫兹射频前端,可将NI MTS覆盖的24-43GHz、55-76GHz频段和mmWave VST覆盖的5-44GHz频段,扩展至45-75GHz、60-90GHz的毫米波频段,以及110-170GHz的太赫兹频段,以满足用户在太赫兹领域的全新应用。
曾益科技为用户提供毫米波/太赫兹射频前端定制服务,已满足用户在更高太赫兹频段的需求。曾益科技已为清华大学提供覆盖24-33GHz毫米波频段、110-170GHz太赫兹频段的原型系统;为国家无线电监测中心和检测中心提供覆盖45-75GHz、60-90GHz毫米波频段、110-170GHz太赫兹频段的原型系统。
110-170GHz太赫兹原型系统
148GHz太赫兹下的64QAM通信
射频前端原理
曾益科技联合NI提供的毫米波/太赫兹解决方案,可用于将太赫兹频段下变频至射频频段,然后将其耦合到矢量信号分析仪的射频端口。由于变频器的双边带特性,混频器将同时搬移信号的两个边带。上边带和下边带将被下变频为相同范围的射频输出频率。射频输出频率可以通过以下公式计算:fIF = | fRF - N x fLO |,N是谐波系数。下图显示了毫米波/太赫兹下变频的原理。
曾益科技联合NI提供的毫米波/太赫兹解决方案,还可用于上变频射频信号,生成毫米波/太赫兹信号,以便从毫米波/太赫兹端口进行传输。下边带输出频率可以通过以下公式计算:fRF = | N x fLO - fIF |。上边带输出频率可以通过以下公式计算:fRF = | N x fLO + fIF |,其中N是谐波系数。由于变频器的双边带特性,在上变频过程中会产生两个边带(上边带和下边带),对于某些应用,最好使用滤波器来消除一个边带。曾益科技可对常见的无线通信频段提供相关定制的滤波器模块。
关于曾益科技
曾益科技成立于2015年,是一家专业从事测试测量仪器研发服务,为用户提供定制和半定制测试仪器系统的国家高新技术企业。曾益科技采用国际先进的测试测量产品和技术,结合自身在数字信号处理和射频领域的专业优势,向客户提供高质量的设计、研发服务。
曾益科技是美国国家仪器的金牌系统联盟商。
曾益其所不能