太赫茲，為6G開拓更寬廣的“江河”

如今，5G技術(shù)正以如燎原之勢，覆蓋到各行各業(yè)之中。由5G開啟的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）時(shí)代，也為我們帶來了嶄新而便捷的科技體驗(yàn)——醫(yī)療、工業(yè)制造、消費(fèi)等等領(lǐng)域都因此受益。

但對(duì)于技術(shù)戰(zhàn)略家們來說，更具“科幻色彩”的6G，似乎才是開啟未來的秘鑰。自2G技術(shù)誕生以來，新技術(shù)以10年為周期更新?lián)Q代，6G時(shí)代似乎離我們并不遙遠(yuǎn)。但科技迭代背后，往往不是技術(shù)的疊加，而需要技術(shù)的躍遷。

6G通信背后，就有一個(gè)不容忽略的關(guān)鍵詞——太赫茲。

太赫茲，6G通信的推手

眾所周知，赫茲（Hz）是頻率計(jì)量單位。而太赫茲，其實(shí)就是其單位THz音譯過來的稱呼，等于1,000,000,000,000Hz。

在通信領(lǐng)域，其遠(yuǎn)高于大家熟知的4G、5G通信頻率。以5G通信為例，它率先開啟了毫米波頻率的使用，通信頻率可達(dá)26GHz，不過即使這樣，和太赫茲相比，還是有一定距離。另外由于太赫茲頻率高，頻譜資源豐富，所使用的頻率帶寬就更高，例如單載波帶寬理論上可達(dá)10GHz，遠(yuǎn)高于常規(guī)的毫米波帶寬400MHz。

為便于理解，我們做個(gè)類比，毫米波通信相當(dāng)于涓涓細(xì)流，太赫茲通信則類似滾滾江河，太赫茲不僅載“舟”量更高，“航行”速度相比細(xì)流快得也不止一星半點(diǎn)。

太赫茲，為6G開拓更寬廣的“江河”

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，包括6G通信在內(nèi)的各類需求不斷增多，現(xiàn)有頻譜資源可利用空間一再被壓縮，而太赫茲憑自身“超凡實(shí)力”逐漸引起重視。

太赫茲 (THz) 的頻率在0.1THz-10THz之間（波長3mm-30μm），屬于微波與光波間的交叉過渡區(qū)域，具有光電雙重屬性，例如太赫茲光子能量低、穿透性強(qiáng)，光譜分辨率好，既不完全遵循電子領(lǐng)域的理論，也不完全遵循光子領(lǐng)域的理論，形成了所謂的“太赫茲空隙”，屬于電磁頻譜領(lǐng)域上的新興地帶。

此外，太赫茲頻段包含大量連續(xù)的頻譜資源，并因帶寬高，數(shù)據(jù)速率也更為可觀。因此，太赫茲頻段成為下一代無線通信技術(shù)6G的重點(diǎn)研究領(lǐng)域。

目前在6G標(biāo)準(zhǔn)組織中，關(guān)于THz的研究方向主要集中在1THz以下，例如110GHz至170GHz的D頻段及220GHz至330GHz的H/J頻段。更高頻段例如300G-500GHz雖然不是主流，但因?yàn)榇祟l率范圍寬闊，可提供更豐富的頻譜資源，也受到了不少企業(yè)/高校的關(guān)注，屬于今后的突破目標(biāo)之一。

太赫茲，不止于6G的遼闊“征途”

伴隨著太赫茲技術(shù)的演進(jìn)，其在光譜和高分辨率成像、通信和感知、大氣遙感和天體物理學(xué)等領(lǐng)域，不可替代的優(yōu)越性逐漸顯露。

通信和感知

太赫茲具備安全性高、傳輸快、穿透性高等優(yōu)勢，可良好適應(yīng)通信需求，不僅可用于6G通信領(lǐng)域，還可服務(wù)于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部通信實(shí)現(xiàn)降本增效、自動(dòng)售貨機(jī)等自助服務(wù)終端與設(shè)備內(nèi)部通信、偏遠(yuǎn)地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施或大容量前傳和回傳中的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信鏈路，亦可通過感知，提供高分辨率的環(huán)境地圖以及定位信息。

光譜和成像

依賴于不同形態(tài)物質(zhì)的物理特征，太赫茲可與其共振對(duì)結(jié)構(gòu)、物性等進(jìn)行探測、分析與鑒定，以“明察秋毫”之勢推動(dòng)光譜與成像領(lǐng)域的技術(shù)革新。

除此之外，在廣闊無垠的星空之上，太赫茲技術(shù)仍有用武之地，比如探測宇宙中難以觸及的分子云等等。

太赫茲，需要更穩(wěn)定的“航路”

隨著頻率的大幅增加，太赫茲信號(hào)的非線性特征表現(xiàn)明顯，需要配套的測試測量設(shè)備對(duì)太赫茲的射頻參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，幫助科研人員分析問題，以便提升太赫茲通信的性能。而這剛好在羅德與施瓦茨的業(yè)務(wù)“射程”之內(nèi)，憑借前沿的射頻測試和分析測量設(shè)備，推動(dòng)各行各業(yè)向太赫茲時(shí)代大步邁進(jìn)。

器件級(jí)的太赫茲測量

通過配套的太赫茲變頻器，R&SZNA矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可針對(duì)THz器件實(shí)現(xiàn)高精度的S參數(shù)測量，最高可以支持1.1THz的頻率。

D頻段寬帶信號(hào)的產(chǎn)生與分析

利用R&S的變頻器，可將來自R&SSMW200A矢量信號(hào)發(fā)生器的調(diào)制信號(hào)上變頻到110GHz-170GHz范圍，并將THz信號(hào)下變頻傳輸至R&SFSW信號(hào)和頻譜分析儀，分析THz信號(hào)的波形、EVM、帶外輻射等不同的射頻參數(shù)。

D頻段天線輻射性能測量

使用R&SATS1000暗室的球形掃描解決方案，可對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的D頻段輻射性能進(jìn)行測量。

下個(gè)十年，我們或?qū)⒂瓉?G時(shí)代，這離不開太赫茲技術(shù)的大放異彩。隨著太赫茲技術(shù)的蓬勃發(fā)展，我們有理由相信其將成為未來各行業(yè)迅猛向前的奠基石。羅德與施瓦茨將利用自身前沿創(chuàng)新的測試和測量技術(shù)，為業(yè)界太赫茲發(fā)展推波助瀾。

.審核編輯 ：李倩