文章來源：睞芯科技LightSense

原文作者：LIG

無線通信系統從 1980 年代的第一代發展到最近的第五代 （5G），一直是推動這項技術在通信和我們日常生活方面改變世界的驅動力。

現在，我們幾乎可以隨時隨地通過無線網絡進行連接，可以訪問大量的實時信息。

然而，峰值數據速率約為 10 Gb 每秒 （Gbps） 的 5G 系統仍然不足以滿足某些應用（例如，全息圖和多感官通信，這是虛擬通信模式的下一個前沿），世界各地的研究人員已經開始研究下一代，即第六代 （6G） 無線系統，預期數據速率超過每秒1Tbps。

國際電信聯盟 （ITU） 網絡 2030 和中國 IMT-2030 （6G） 推進組 等組織最近發布了許多白皮書，建議未來無線系統的工作頻段將從目前的微波和毫米波 （mmWave） 轉移到太赫茲 （THz） 頻段，以滿足高數據速率和帶寬要求。

預計 6G 無線技術可能會集成物聯網 （IoT） 以涵蓋非常廣泛的應用（例如醫療保健、自主系統和衛星通信），并將對公民、消費者和企業產生重大影響，以實現完全智能和自主的系統。因此，太赫茲技術正在成為無線通信和未來網絡領域的研究熱點。

太赫茲基礎知識

太赫茲頻段以幾種不同的方式定義。太赫茲頻段最廣泛接受的定義是，它的范圍約為 10 THz 至 100 GHz（波長為 0.03-3.00mm），位于微波和紅外 （IR） 頻段之間。

太赫茲無線通信

如今，有許多無線通信系統在運行。4G/5G 蜂窩移動和無線 （WiFi） 系統就是兩個例子。

太赫茲無線通信系統只是另一種無線通信系統，其工作頻率在 THz 頻段。它并不是要取代任何現有的無線系統，而是在現有的基礎上添加新的功能和應用程序。

這種頻率變化帶來了好處和挑戰。主要預期優勢是超寬帶寬和可能的高數據速率通信（超過1Tbps）。設想的應用如下 ：

?用于數據中心、回程和空間通信等應用的點對點數據密集型/超高速通信;

?體育場館和機場等熱點區域 ;

?全息通信和虛擬現實應用;

?小規模通信（例如，納米或芯片間通信）;

?高精度、高分辨率的定位傳感;

?6G 無線通信系統及其他系統。

太赫茲無線通信系統架構和實現

無線通信系統應至少由一個發射器和一個接收器組成。

基帶處理器可以將原始信息數字化，然后通過典型的外差（頻率轉換）架構對其進行編碼、調制和上變頻，直到達到所需的頻率，然后再通過天線傳輸。在包絡檢測的情況下，可以使用單個檢測二極管。

這些設備的可用性和參數將最終決定太赫茲超寬帶無線通信的出現和潛在成功。有許多檢測方案；直接檢測方案由于其配置簡單且成本效益高，目前非常流行，但它的靈敏度較低，并且需要使用放大器來擴展傳輸范圍。相比之下，外差檢測可以提高接收器的靈敏度，并使用矢量調制方案來提高傳輸數據速率；

此外，在數字處理階段可以進一步增強系統性能。