研究目的
利用基于场效应晶体管的探测器,开发采用太赫兹以下频率的无线通信链路以实现数据传输。
研究成果
实验性太赫兹通信链路成功利用170吉赫和289吉赫载波波,在高达数十兆比特每秒的速率下实现了无差错数据传输。这证明了基于场效应晶体管的探测器在短程无线应用中的可行性,并具有未来在带宽和集成度方面改进的潜力。
研究不足
该研究受限于可用设备,由于设备条件制约,数据传输速率最高仅为50 Mbps。太赫兹频段在大气中的高吸收率以及长距离传输所需的高输出功率也是限制因素。目前研究尚处于早期阶段,以现有资源无法实现更高数据速率(如Gbps)。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用ASK调制设计了原型太赫兹通信链路,重点研究基于场效应晶体管(FET)的探测器和读出电路。理论模型包括用于FET中等离子体波整流的Dyakonov理论和Shur理论。
2:样品选择与数据来源:
使用UMS公司制造的GaAs HEMT探测器,集成片上天线和硅透镜。数据由基于DS1085频率合成器的模式发生器生成。
3:实验设备与材料清单:
设备包括VDI太赫兹源、模式发生器、数字示波器、硅透镜、印刷电路板、金属外壳和专用读出集成电路。材料涉及GaAs HEMT探测器和现成组件。
4:实验流程与操作步骤:
实验装置包含由模式发生器调制的太赫兹源发射端,以及配备探测器、硅透镜和读出电路的接收端。在170 GHz和289 GHz频率下进行测试,调制频率范围为1 MHz至25 MHz,测量接收信号和眼图。
5:数据分析方法:
通过数字示波器的眼图和信号波形分析传输质量和误码率。
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获取完整内容-
THz source
VDI
Generates subterahertz carrier waves for wireless transmission.
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Pattern generator
DS1085
Dallas-Maxim Semiconductors
Generates modulating signals for ASK modulation in the transmitter.
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Digital oscilloscope
Observes and analyzes the output signals from the receiver.
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Silicon lens
Shapes the THz beam and improves energy concentration on the detector.
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FET-based detector
GaAs HEMT
UMS
Detects THz radiation and converts it to electrical signals for data reception.
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Readout IC
Amplifies and processes the low-voltage signals from the detector.
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