罗德与施瓦茨在 EuMW 2024 上展示基于光子技术的6G超稳定可调太赫兹系统

罗德与施瓦茨(以下简称“R&S”)在巴黎举办的欧洲微波周(EuMW 2024)上展示了基于光子太赫兹通信链路的6G无线数据传输系统的概念验证，助力新一代无线技术的前沿探索。在 6G-ADLANTIK 项目中开发的超稳定可调太赫兹系统基于频率梳技术，载波频率大幅超过500GHz。

在通往 6G 的道路上，重要的是要创建能够提供高质量的信号并且可以覆盖尽可能宽频率范围的太赫兹传输源。将光学技术与电子技术相结合是未来实现这一目标的选择之一。在巴黎举行的 EuMW 2024 大会上，R&S展示了在 6G-ADLANTIK 项目中对最先进的太赫兹研究的贡献。该项目重点开发基于光子和电子集成的太赫兹频率范围组件。这些有待开发的太赫兹元器件可用于创新测量和更快的数据传输。这些元器件不仅可用于 6G 通信，还可用于传感和成像。

6G-ADLANTIK 项目由德国联邦教育与研究部 (BMBF) 出资，R&S负责统筹协调，合作伙伴包括 TOPTICA Photonics AG、Fraunhofer-Institut HHI、Microwave Photonics GmbH、柏林工业大学以及Spinner GmbH。

基于光子技术的 6G 超稳定可调太赫兹系统

概念验证展示了用于 6G 无线数据传输的超稳定、可调谐太赫兹系统，该系统基于光子太赫兹混频器，可在频率梳技术的基础上生成太赫兹信号。在该系统中，光电二极管通过光子混频过程，将光频略有不同的激光器产生的光学拍频信号有效地转换成电信号。光电混频器周围的天线结构将振荡的光电流转化为太赫兹波。由此产生的信号可进行调制和解调，用于 6G 无线通信，并可在很宽的频率范围内轻松调谐。该系统还可扩展到利用相干接收太赫兹信号进行元器件测量。太赫兹波导结构仿真和设计以及超低相位噪声光子参考振荡器的开发也是该项目的工作范围之一。

该系统的超低相位噪声得益于TOPTICA 激光引擎中的频率梳锁定光学频率合成器 (OFS)。R&S的高端仪器是该系统的组成部分：R&S SFI100A 宽带中频矢量信号发生器为光调制器创建基带信号，采样率为 16GS/s。R&S SMA100B 射频和微波信号发生器为 TOPTICA OFS 系统生成稳定的参考时钟信号。R&S RTP 示波器以 40 GS/s 的采样率对光导连续波 (cw) 太赫兹接收器 (Rx) 后的基带信号进行采样，以便对 300 GHz 载波频率信号进行进一步处理和解调。

6G 和未来的频段需求

6G 将为工业、医疗技术和日常生活带来新的应用场景。元宇宙和扩展现实(XR)等应用将对延迟和数据传输速率提出新的需求，而目前的通信系统无法满足这些需求。尽管国际电信联盟 2023 年世界无线电大会(WRC23)为 2030 年推出的首个商用 6G 网络确定了 FR3 频谱(7.125 - 24 GHz)中的新频段供进一步研究，但要充分发挥虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和混合现实(MR)应用的潜力，高达 300 GHz 的亚太赫兹频段也将不可或缺。