140GHz高速无线通信技术研究

第３３卷第９期２０１１年９月

电子与信息学报

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖｂｌ．３３Ｎｏ．９Ｓｅｐｔ．２０１１

１４０

ＧＨｚ高速无线通信技术研究

林长星

邓贤进

王成’肖仕伟

（中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳６２１９００）

摘要：太赫兹频段的宽带特性使得其在高速无线通信领域存在巨大的应用潜力，当前太赫兹通信存在的主要问题是辐射功率低、大气衰减严重及调制解调凼难。该文在提出了基于“肖特基二极管次谐波混频技术＋１６ＱＡＭ高速数字调制解调技术”的太赫兹波超高速信息传输系统实现方案，该方案提高了太赫兹通信的频谱效率。并在国内首次实现了１４０ＧＨｚ无线通信实验系统，以实验方法验证了太赫兹信道的幅相失真特性完全满足高阶数字信号的传输要求。该系统在０．５ｍ距离上实现了１０Ｇｂｐｓ无线传输实验和高清视频传输，辐射功率一３ｄＢｍ，系统误码率小

于ｌｅ－６。

关键词：无线通信；太赫兹；高速信息传输；肖特基二极管混频器：高速数字调制解调中图分类号：ＴＮ９２

ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１１４６．２０１０．０１４３１

文献标识码：Ａ

文章编号：１００９－５８９６（２０１１）０９－２２６３－０５

１４０ＧＨｚＤａｔａＲａｔｅ

Ｗａｎｇ

（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ

Ｃｈｅｎｇ

ＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ

ＬｉｎＣｈａｎｇ－ｘｉｎｇ

Ｄｅｎｇ

ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈ

ＸｉａｏＳｈｉ—ｗｅｉ

Ｘｉａｎ－ｊｉｎ

ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙ西ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｈｙｓｉｃｓ，Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１９００，Ｃｈｉｎａ）

ａ３１

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＵｔｉｌｉｚｉｎｇｔｈｅｗｉｄｅｂａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＴｅｒａｈｅｒｔｚｓｐｅｃｔｒｕｍｉｓ

ｒａｔｅ

ｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈａｓｐｅｃｔｏｆｈｉｇｈｄａｔａａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ

ａｎｄ

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ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ／ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ

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ｆａｃｔｏｒｓｏｆＴＨｚｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓｔｏ

１６

ｒｅａｌｉｚｅＴＨｚｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎ“Ｓｃｈｏｔｔｋｙｄｉｏｄｅｓｕｂｈａｒｍｏｎｉｃｍｉｘｅｒ＋ｈｉｇｈｄａｔａｒａｔｅＱＡＭＱＡＭ

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ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ／ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ”ｓｃｈｅｍｅ

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ｏｖｅｒ

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ｗｉｔｈｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ａ１４０ＧＨｚｗｉｒｅｌｅｓｓ

ｒａｔｅ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｗｈｉｃｈｈａｓｖａｌｉｄａｔｅｄｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｈｉｇｈｄａｔａ

ＴＨｚｃｈａｎｎｅｌ．１０Ｇｂｐｓｗｉｒｅｌｅｓｓ

ｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄ

ｅｒｒｏｒ

１６

ｓｉｇｎａｌ

ｈｉｇｈｄｉｆｉｎａｔｉｏｎ

ｖｉｄｅｏｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｓ

０．５ｍ，ｗｉｔｈ一３ｄＢｍｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒａｎｄｄａｔａ

ｒａｔｅｌｅｓｓｔｈａｎｌｅ一６．

ｗｏｒｄｓ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ；Ｈｉｇｈ

ｄａｔａｒａｔｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ

ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；Ｓｃｈｏｔｔｋｙ

ｄｉｏｄｅｍｉｘｅｒ；

Ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｄｉｇｉｔａｌｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ／ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

１引言

Ｇｂｐｓ量级的高速无线通信的主要实现方法有Ｖ波段，Ｅ波段高速毫米波无线通信和自由空间光通信ＦＳＯ［１】。澳大利亚ＣＳＩＲＯ

ＩＣＴ

远小于光波长，受到烟尘、云雾、信号对准等问题的影响要小得多。

日本ＮＴＴ于２００４年首先实现了基于ＵＴＣ—ＰＤＧｂｐｓ无线通信系统【３】ｏ

２００９年，ＮＴＴ通过电子学方法再次实现了１２０ＧＨｚ

１０

Ｃｅｎｔｒｅ研制出

非线性光混频的１２０

ＧＨｚ１０

了传输速率达６Ｇｂｐｓ的８５ＧＨｚ点对点通信链路｜２】ｏ美国ＡＯｐｔｉｘ公司研制的ＦＳＯ无线传输系统ＬＣＴ一５，实现了１０

Ｇｂｐｓ，５

Ｇｂｐｓ无线通信系统…，该系统的核心为基于０．１

ＭＭＩＣ集成芯片，目前该系统已经

ｋｍ距离的无线通信。

ＬＬｍＩｎＰＨＥＭＴ

太赫兹（ＴＨｚ）频段由于其自身的物理特性，在通信、

雷达、特征频谱检测等领域具有巨大的应用潜力。太赫兹高速信息传输主要利用了太赫兹频段的宽带特性以实现大容量高速通信。与Ｖ波段、Ｅ波段高速毫米波无线通信相比，ＴＨｚ通信带宽优势明显，可达到极高通信速率；与ＦＳＯ相比，ＴＨｚ频段波长

通过了８００ｍ传输距离实验验证。美国Ａｓｙｒｍａｔｏｓ通信系统公司能够提供工作在１４０ＧＨｚ频段的１０Ｇｂｐｓ数据传输率收发系统，传输距离可达４．８ｋｍ。

基于肖特基二极管技术的ＴＨｚ器件和收发前端已经发展得较为成熟。２００８年，Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉｇ太赫兹通讯实验室使用肖特基二极管次谐波混频技术在ＧＨｚ频率上成功实现了６ＭＨｚ带宽模拟彩色视频基带信号的传输１６１，实验距离超过２２Ｉｎ。２０１０年，

３００

２０１０－１２．１９收到，２０１１－０５－１１改回＋通信作者：王成ｃ－ｗ０４（国１６３．ｃｏｒｎ

ＪＰＬ的Ｔｈｏｍａｓ等人ｌ７Ｊ研制了８３５－９００ＧＨｚ的肖特

万方数据

电子与信息学报第３３卷

基平衡混频器，转换损耗低达到９．２５ｄＢ。ＶＤＩ研制的肖特基接收机／发射机已经可以工作在５００ＧＨｚ以上频段。

近年来，基于ＭＭＩＣ技术的ＴＨｚ超外差接收

前端和固态器件的发展也十分迅速。ＮｏｒｔｈｒｏｐＧｒｕｍｍａｎ研制的２２０ＧＨｚ固态功率放大器的输出功率已经达到了５０ｍＷ［８］。２０１０年，ＩＡＦ研制了基于ＭＭＩＣ技术的２６０－３０４ＧＨｚ接收机，其性能已经可以与肖特基接收机相比【９１０２００８年，加拿大多伦多大学发表了基于ＳｉＧｅ

ＨＢＴ

ＭＭＩＣ技术的１６５

ＧＨｚ／１７０

ＧＨｚ

Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｌｌ０，１１】和基于ＳｉＧｅ

ＢｉＣＭＯＳＭＭＩＣ技术的１４０Ｇ｝ＨｚＴｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ［１２ｊ。

在１４０

ＧＨｚ

Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ上实现了数米距离内的４

Ｇｂｐｓ无线通信。

目前的太赫兹通信系统主要特点为：工作在ＴＨｚ低端（数百ＧＨｚ范围内）、采用低阶ＡＳＫ或模拟调制的近距离通信系统。这是由ＴＨｚ通信面临的ＴＨｚ高端大气衰减严重、调制解调困难和辐射功率低等现状决定的。全ＭＭＩＣ集成的收发设备国内尚无研制条件，而基于肖特基二极管的收发设备在工作频段和性能上均优于ＭＭＩＣ集成收发设备。针对这种特点，本文提出了“肖特基二极管次谐波混频技术＋１６ＱＡＭ高速数字调制解调技术”方案，并研制了１４０ＧＨｚ无线通信实验系统，目前该系统已经实现了０．５ｉｎ距离内的１０Ｇｂｐｓ无线数据传输和高清视频传输实验，发射功率一３ｄＢｍ，误码率小于

ｌｅ一６。

２１４０

ＧＨｚ高速无线通信实验系统

目前已经实现的太赫兹通信系统大都采用直接

载波ＡＳＫ调制或者是模拟载波调制，简单的调制方式可以降低系统复杂度，但付出了频谱效率的代价，导致系统能够达到的最大传输速率下降，数字通信中常用的信道失真补偿等方法也难以使用。采用肖特基二极管次谐波混频技术和１６ＱＡＭ高速数字调制解调技术的优点在于：（１）频谱效率提高，ＮＴＴｌ２０

ＧＨｚ１０

Ｇｂｐｓ系统占用带宽为１７ＧＨｚ，本系统占

用带宽为３．６ＧＨｚ，能够有效利用物理带宽；（２）抗

信道失真能力强，通过数字信号处理补偿手段，补

偿信道幅度相位失真；（３）功率提升潜力大，在提高频谱效率的前提下，当前系统可以满足电真空器件

的工作带宽要求，可以提升至较大辐射功率。

１６

ＱＡＭ高阶调制方式的使用也使得系统复杂

度增加，在目前所研制的１４０ＧＨｚ无线通信系统中采用软解调方法进行１０Ｇｂｐｓ传输实验验证。无线传输实验系统框图如图１和图２所示。

万方数据

寝减器Ｈ嚣ｊ盘兹擐名盛

ＱＡ、ＩＥ广６ＯＨｚｌｒ

Ｂ。Ｗ＝３．６ＧＨｚ

聘一５（ＩＢ

ＩＦ信号１ｄ可

—出ＧＨ。天线增益２５。ｌＢ１删４１１Ｇ机Ｈｚ悃

ｌＫａ奉振输Ｉｔ｛

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ＲＦ频带：

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０

任意波形发，１．器

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ｃ！刍

Ａｌｌ。Ｇ７１２２Ｂ

ＤＡ速；＝２０Ｇｓｐ６

图１１４０

ＧＨｚ无线通信系统发射端

１０Ｇ１Ｊ＂凋制信号

Ｋａ小振发４器Ｂ、、’＝：｛．６ＧＨｚ．ＰｏｕＩ＝一０

５

ｄＢｍ

年ｌ川ｔ蜘ｉ放Ｊ、链路吲１蓑赭旧

Ｋａ夺搬输ｎ¨

ｔ

３２．４ＧＨｚ

Ｉ

ＩＦ信号

天线增益２５ｔＩＢ．

ｉ堡ｒ３０

ｄＢｍ２７ｄＢ

ｌ归孽

采样数据

ＡＤ迎，々：一５０Ｇ，１）一采样长度＝２０Ｍ＿＝ｊ己样点

图２

１４０

ＧＨｚ无线通信系统接收端

该系统由发射端和接收端组成。在发射端通过软件方法对待传输数据文件进行里德一索洛蒙码

“ＲＳ（２０４，１８８）”编码和１６ＱＡＭ调制，以生成波形文件。通过任意波形发生器ＡＷＧ７１２２Ｂ根据波形

文件ＤＡ输出，产生中心频率为６ＧＨｚ，带宽３．６

ＧＨｚ的中频（ＩＦ）信号。该中频信号经过Ｋａ频段本

振和中频处理模块的中频链路放大之后，传递至１４０ＧＨｚ发射机，通过肖特基二极管次谐波混频器上变频到１３３．８～１３７．４ＧＨｚ频段并发射，辐射功率为一３ｄＢ增益的宽波束喇叭，其远场距离计算为０．５６２５ｍ，本实验中无线传输距离取为Ｏ．５Ｉｎ。在接收端，接收信号通过

１４０

ＧＨｚ接收机内的肖特基二极管次谐波混频器下

变频后恢复出ＩＦ信号。ＩＦ信号输出功率为－３０ｄＢｍ，通过ＩＦ放大链路后，其输出功率放大为一０．５ｄＢｍ，以满足示波器的采样电平需求。宽带示波器ＤＰ０７１２５４Ｂ对ＩＦ信号进行采样，生成采样文件，

并将其传输到计算机进行软件解调和解码，恢复出

原始数据文件。

１４０

ＧＨｚ发射机／接收机的系统框图如图３所

示，其核心为基于肖特基二极管的１４０ＧＨｚ二次谐波混频器，该混频器本振信号ＬＯ为６４．８ＧＨｚ，可

ｄＢｍ。发射端和接收端所用天线为２５

第９期

Ｋａ奉振ＬＯ输入

ｉ｝◇ｊ｝因墨连卜侈＃场

王成等：１４０ＧＨｚ高速无线通信技术研究

１４ｎｎＨ，Ｍ，

１３；Ｈ．１３７４ＧＨｚ．

６５ＧＨｚ倍频器

６５

ＧＨｚ放人器６７

ＧＨｚ带通滤波器

Ｉ毒温是警器

１７０

低１３０噪－卢ｌｃ。放｝Ｇ人Ｈ器ｚ

ＯＨｚ㈣

中频信号ＩＦ输Ｈ｛

４．２—７．ＨＧＨｚ．－５ｄＢｍ

（ｂ）接收机

图３１４０ＧＨｚ发射机和接收机

实现３～１０ＧＨｚ的中频ＩＦ信号到ＲＦ

１３２．６～１３９．６

线如图４（ｂ）所示，ＩＦ输入功率为－３０ｄＢｍ，从测试结果可以看出，直连通道增益大于０

ｄＢ。

ＧＨｚ频段的频谱搬移。发射机／接收机６４．８ＧＨｚ本振信号由外部输入的３２．４ＧＨｚ本振信号经过倍频放大得到，本振源的杂散、相位噪声和频率稳定性能对整体系统性能起到了非常重要的影响。由于次谐波混频器ｊ二变频会产生上下边带信号，故使用１３７ＧＨｚ带通滤波器实现发射机下边带抑制，抑制度大于４０ｄＢ。发射机整体上变频增益为２ｄＢ，接收机整体下变频增益为一２ｄＢ。发射机最大输出功率为０

天线噪声温度假定为２９０Ｋ，放大器噪声系数为６ｄＢ，次谐波混频器ＤＳＢ噪声温度为６００Ｋ，在考虑尤源器件损耗的情况下，计算得到接收机噪声温度为２２００Ｋ。以１３５．４ＧＨｚ中心频率、３．６

ＧＨｚ

带宽计算，０．５ｍ无线通信链路的链路性能如表１所示。

表１项日

工作频段输出功率

天线有效全向辐射功率空间链路整体损耗接收端载噪比接收通道ＩＦ输出功率

Ｏ．５

ｄＢｍ（实际应用回退至一３ｄＢｍ），由１４０ＧＨｚ固态

ＬＮＡ获得。

发射机和接收机所需的３２．４ＧＨｚ本振由Ｋａ本振和中频处理模块给出。该模块基于锁相倍频技术实现，初始信号由１００ＭＨｚＯＣＸＯ参考晶振锁定的１５．６２５－１６．８７５ＧＨｚ锁相环ＰＬＬ给出，经过二

ｉｎ无线通信实验链路性能

数值

１３３．８～１３７．４ＧＨｚ

一３ｄＢｍ

２２

ｄＢｍ

倍频、放大、滤波后获得Ｋａ频段（３１．２５－３３．７５ＧＨｚ）

本振信号。该模块的第２个作用是提供中频放大链路，发射端ＩＦ放大链路最大增益为２７ｄＢ，接收端ＩＦ放大链路最大增益为５７

ｄＢ。

一２１ｄＢ４５．６ｄＢ一２６ｄＢｍ

本系统使用了１６ＱＡＭ高阶调制方式来实现１０Ｇｂｐｓ高速数据通信，由于信道的幅相均衡性能对

１６

实测结果显示，接收端中频输出功率为－２６．５ｄＢｍ，与计算结果符合得较好。图５所示为宽带示波器ＤＰ０７１２５４Ｂ采样得到的接收ＩＦ信号波形和频谱，采样速率为５０Ｇｓｐｓ，采样长度为２０Ｍ采样点。发射端单帧数据大小为２Ｍｂｉｔ，发射重复频率为５ｋＨｚ，带宽３．６ＧＨｚ，传输码率达１０Ｇｂｐｓ。

通过软件１６ＱＡＭ解调后得到的信号星座图如图６所示。从星座图上可以看出，经过信道均衡之

ＱＡＭ高阶调制解调的影响十分显著，所以需要

结合使用信道失真特性补偿和信源编码以有效降低系统误码率。信道失真特性补偿由１６ＱＡＭ软件解

调程序内的均衡算法实现，信源编码采用ＲＳ（２０４，１８８）编码。

３实验结果

１４０

ＧＨｚ发射机的输出功率测试曲线如图４（ａ）

后，依然存在约ｌｅ－４的比特误码率，经过ＲＳ（２０４．１８８）译码之后，比特错误均被纠正，解调图片无比

特误码。重复实验结果显示，系统传输误码率小于

１ｅ一６。

所示，在－５ｄＢｍ的ＩＦ信号输入下，ＲＦ输出功率达至ｌＪ－３ｄＢｍ，发射机上变频增益为２ｄＢ，饱和输出功率达到０ｄＢｍ。将发射机和接收机直连，通过矢量网络分析仪获得直连通道的小信号增益测试曲

按照Ｌｉｅｂｅ等人【１３】的电磁波大气传输研究成果，

在１４０ＧＨｚ大气窗口、１０１．３ｋＰａ大气压、在空气

万方数据

电子与信息学报第３３卷

ｆＧＨｚｌ

（ＧＨｚ）

ｆｈｌ发射机＿时女ｌ｜５［机“连小信ｏｊ垧益

ａ１发射机最大输Ⅲ功车

图４发射机输出功率和直连小信号增益测试曲线

ｎ｝采样什≈时域波形（１ｎ采样衍０频卅

图５ＩＦ采样信号时域波形和频谱

０５

ｉｎ

１０

Ｇｂｐｓ无线数据传输实验和高清视频传输

实验。根据实验测试数据和理论公式推算，该系统

在使用高增益天线的情况下，可以实现１．５ｋｍ的

１０

－５

ｏ

５－５

ｏ

Ｇｂｐｓ无线传输。

参考文献

５－５ｏ５

幅度（０１ｖ，出ｖ）幅度（０１Ｖ／ｄｉｖ）

扣埔帅撕瑚妯刚“旧妣翮跳阿‘鲁揪畜

图６解调星座圈

幅度（０１Ｖ／ｄｉｖ】

【１】

Ｗｅｌｌｓ

ＪＦａｓｔｅｒｔｈａｎｆｉｂｅｒｔｈｅｆｕｔｕｒｅｏｆ

ｍｕｌｔｉ—Ｇｂ／ｓ

ｗｉｒｅｌｅｓｓ

ＩＥＥＥＭｉｃｒｏｗａｖｅＭａｇａｚｉｎｅ，２００９，ｌＤ（３）：１０４—１２２

【２】Ｄｙａｆｌｙｕｋ

Ｖ，ＢｕｎｉｏｎＪ

Ｄ，ＰａｔｈｉｋｔｄａｎｇａｒａＪ，ｅｔ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ

ａｉＡ

ｍｕｌｔｉ西ｇａｂｉｔ

ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ—ｗａｖｅ

ｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈ

Ｏｎ

相对湿度２５％以下，大气传输损耗小于１ｄＢ／ｋｍ。若发射端和接收端均使用５１ｄＢ增益环焦天线，考虑到器件损耗和其他因素，最后计算到在１

５ｋｍ距

ｉｍｐｒｏｖｅｄｓｐｅｃｔｒａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．ＩＥＥＥ

Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ

ＭｏｃｒｏｗａｖｅＴｈｅｏｒｙ

ａｎｄ

Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２００７，５５（１２）：２８１３—２８２１

【３】

ＫｕｋｕｔｓｕＴ，ＨｉｒａｔａＡ，ＫｏｓｕｇｉＴ，ｅｔａＬ

ｕｓｉｎｇ

１０－Ｇｂｉｔ／ｓ

ｗｉｒｅｌｅｓｓ

离上的接收载噪比为３１．７ｄＢ，满足数字解调的需要，在当前系统基础上可以实现ｌ＿５ｋｍ无线通信。

在该系统基础上，我们还进行了高清视频传输实验，传输频点为１３７．７５ＧＨｚ，高清视频码流数率为４０Ｍｂｐｓ，采用ＱＰＳＫ调制和ＭＰＥＧ一２编码，结

果显示图像质量清晰。

ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓＭＭＩＣｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ

１２０－ＧＨｚ—ｂａｎｄｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅａｎｄ

ＣｏｍｐｏｕｎｄＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ

１１—１４，２００９：卜４ａｔ

ＭＭ—ｗ＆ｖｅ

ＣｉｒｃｕｉｔＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ｇｒｅｅｎｓｂｏｒｏ，ＮＣ，Ｏｃｔ

［４】

ＫｏｓｕｇｉＴ，ＨｉｒａｔａＡ，ＮａｇａｔｓｕｍａＴ，ｅｔ

ｌｏｎｇ－ｒａｎｇｅｗｉｒｅｌｅｓｓ

ｓｙｓｔｅｍｓＩＥＥＥＭｉｃｒｏｗａｖｅＭａｇａｚｉｎｅ，２００９

１０ｆ２１：６８—７６

４结束语

本文基于对现有太赫兹高速无线传输系统的分

【５１

Ｈｉｒａｔａ

Ａ，ＹａｍａｇｕｃｈｉＲ，ＫｏｓｕｇｉＴ，ｅｔａＬ

１０－Ｇｂｉｔ／ｓ

ｗｉｒｅｌｅｓｓ

ｌｉｎｋｕｓｉｎｇＩｎＰＨＥＭＴＭＭＩＣｓｆｏｒｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ１２０－ＧＨｚ－ｂａｎｄ

ＩＥＥＥ

Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ

ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ－ｗａｖｅｓｉｇｎａｌ

ｏｎ胁ｃｒｏｗａｔ＿ｆｆ

析，提出了基于肖特基二极管混频技术和高速数字

调制解调技术的１４０ＧＨｚ无线通信系统。描述了系统原理和具体实现架构，并在该系统基础上实现了

【６】

ＴｈｅＯｒｙ

Ｊａｓｔｒｏｗ

ａｎｄ

Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２００９，５７（５）１１０２一１１０９

３００

Ｃ，ＭｕｎｔｅｒＫ，ＰｉｅｓｉｅｗｉｃｚＲ，ｅｔａＬＧＨｚｃｈａｎｎｅｌ

ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ

ｓｙｓｔｅｍ３８ｒｄＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ

万方数据

第９期

王成等：１４０ＧＨｚ高速无线通信技术研究

２２６７

Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ

ｏｎ

Ｉｎｆａｒｅｄ，ＭｉｌｌｉｍｅｔｅｒａｎｄＴｅｒａｈｅｒｔｚＷａｖｅｓ，

Ｐａｓａｄｅｎａ，ＣＡ，Ｓｅｐｔ．１５—１９，２００８：１—２．

Ｔｈｏｍａｓ

Ｂ，ＭａｅｓｔｒｉｎｉＡ，Ｇｉｌｌ

Ｊ，ｅｔ

ａＬ．Ａ

ｂｒｏａｄｂａｎｄ８３５—９００－ＧＨｚｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ

ｂａｌａｎｃｅｄ

ｍｉｘｅｒ

ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃＧａＡｓ

ｍｅｍｂｒａｎｅ

Ｓｃｈｏｔｔｋｙ

ｄｉｏｄｅｓ．ＩＥＥＥ

Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ

ｏｎ

Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ

Ｔｈｅｏｒｙａｎｄ

Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２０１０，

５８（７）：１９１７—１９２４．

ＲａｄｉｓｉｃＶ，ＬｅｏｎｇＫ

ＭＫＨ，ＭｅｉＸｉａｏｂｉｎｇ，ｅｔａ１．．Ａ５０ｍＷ

２２０ＧＨｚｐｏｗｅｒａｍｐｌｉｆｉｅｒ

ｍｏｄｕｌｅ．ＩＥＥＥＭＴＴ—ＳＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ

ＭｉｃｒｏｗａｖｅＳｙｍｐｏｓｉｕｍＤｉｇｅｓｔ（ＭＴＴ），Ａｎａｈｅｉｍ，ＣＡ，ｕＳＡ，Ｍａｙ２３—２８，２０１０：４５—４８．

ＫａｌＩｆａｓｓ

Ｉ．，Ｉｂｓｍａｎｎ

Ａ，ＭａｓｓｌｅｒＨ，ｅｔａ１．．Ａｎ

ａ１１．ａｃｔｉｖｅ

ＭＭＩＣ．ｂａｓｅｄｃｈｉｐ

ｓｅｔ

ｆｏｒａ

ｗｉｄｅｂａｎｄ２６０—３０４Ｇ｝Ｈｚｒｅｃｅｉｖｅｒ．

Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ

ｔｈｅ

５ｔｈ

Ｅｕｒｏｐｅａｎ

Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ

Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ

Ｃｉｒｃｕｉｔｓ

Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｐａｒｉｓ，ｎａｎｅｅ，Ｓｅｐｔ．２７—２８，２０１０：５３—５６．

【１ｏ】

ＬａｓｋｉｎＥ，ＣｈｅｖａｌｉｅｒＰ，ＣｈａｎｔｒｅＡ，ｅｔａ１．．１６５一ＧＨｚｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ

ｉｎ

ＳｉＧｅ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．膪ＥＥＪｏｕｒｎａｌ吖Ｓｏｌｉｄ－Ｓｔａｔｅ

Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，

２００８，４３（５）：１０８７一ｌ１００．

【１１】

ＬａｓｋｉｎＥ，ＴａｎｇＫＷ，Ｙａｕ

ＫＨＫ，ｅｔａ１．．１７０－ＧＨｚｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｗｉｔｈ

ｏｎ—ｃｈｉｐ

ａｎｔｅｎｎａｓ

ｉｎ

ＳｉＧｅ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＩＥＥＥ

Ｒａｄｉｏ

万方数据

Ｆｉ＇ｅｑｕｅｎｃｙ

ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ａｔｌａｎｔａ，ＧＡ，

２００８：６３７—６４０．

【１２】Ｌａｓｋｉｎ

Ｅ，Ｃｈｅｖａｌｉｅｒ

Ｐ’Ｓａｕｔｒｅｕｉｌ

Ｂ，ｅｔ

ａＬ．Ａ１４０－ＧＨｚ

ｄｏｕｂｌｅ－ｓｉｄｅｂａｎｄｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｗｉｔｈａｍｐｌｉｔｕｄｅ

ａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ

ｏｐｅｒａｔｉｎｇ

ｏｖｅｒ

ａ

ｆｅｗｍｅｔｅｒｓ．ＩＥＥＥ

Ｂｉｐｏｌａｒ／Ｂｉ

ＣＭＯＳＣｉｒｃｕｉｔａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭｅｅｔｉｎｇ，Ｃａｐｒｉ，Ｉｔａｌｙ，Ｏｃｔ．

１２—１４．２００９：１７８．

［１３】ＬｉｅｂｅＨＪａｎｄＬａｙｔｏｎＤＨ．Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ－ｗａｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ：ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ

ｓｔｕｄｉｅｓａｎｄｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｇ．

ＮＴＩＡＲｅｐｏｒｔ．１９８７：８７—２２４．

王成：男，１９８７年生，硕上生，研究方向为太赫兹通信、毫米波太赫兹固态器件．

林长星：

男，１９８６年生，博士生，研究方向为太赫兹通信、数字调制解调算法、高速实时信号处理硬件设计．

邓贤进：

男，１９７３年生，助理研究员，研究方向为电磁场理论、微波技术、收发信道系统技术、通信系统技术研究等．

肖仕伟：

男，１９７２年生，研究员，研究方向为电磁场理论、微波技术、收发信道系统技术、通信系统技术研究等．