УДК 621.391.6; 535.14
Системы
беспроводной связи терагерцового частотного диапазона
В. Л. Вакс 1,2,
В. В. Бирюков 1, К. И. Кисиленко 1,
А. Н. Панин 1,2, С. И. Приползин 1,2,
А. С. Раевский 1, В. В. Щербаков
1
1
ФГБОУ ВО «Нижегородский
государственный технический университет им Р.Е. Алексеева», г.
Нижний Новгород, ул. Минина, 24
2
Институт физики
микроструктур РАН, 603950, Нижний Новгород, ГСП-105
Статья
поступила в редакцию 26 ноября 2018 г.
Аннотация. Терагерцовый диапазон частот
перспективен для создания высокоскоростных беспроводных сетей связи. Несмотря
на сложности в обеспечении работы сетей связи из-за быстрого ослабления сигнала
при распространении в атмосфере, в терагерцовом диапазоне возможно получение
полосы пропускания шириной в несколько десятков ГГц, а следовательно,
достижение высокой пропускной способности. Для обеспечения дальности прямой
наземной связи на расстояние до нескольких километров перспективны
фиксированные узконаправленные антенны (антенны Кассегрена) с большим
коэффициентом усиления. В работе представлен макет приемопередатчика (200–220
ГГц) на основе современной элементной базы полупроводниковой электроники.
Представлены результаты теоретических расчетов, согласно которым мощности на
выходе передатчика в несколько сотен микроватт достаточно для передачи данных
на расстояние до 1,5 км при коэффициенте усиления антенны не менее 50 дБ.
Представлены результаты эксперимента, показавшие возможность передачи цифровых
сигналов со скоростью до 1 ГГб/с на расстояние 1 км.
Ключевые
слова: терагерцовый
диапазон частот, высокоскоростные беспроводные сети связи, приемопередатчик, цифровой
сигнал.
Abstract. Terahertz frequency range is very promising for development
of high speed wireless communications systems. In spite of
complicated operation of communication systems due to fast
signal attenuation at its propagation in atmosphere one can
achieve the bandwidth about some tens of GHz,
which provides the high channel capacity in terahertz frequency
range. Use of fixed narrow-beam antennas (Kassegren antennas) with
high antenna power gain allows to provide the direct surface communications
distance to some kilometers. The model of transmitter-receiver system of 200-220 GHz range based on
modern semiconductor devices is presented. The transmitter
outpower of some hundreds microwatts is shown to be sufficient for data transmission
for the distance of 1.5 km with antenna
power gain of no less than 50 dB according theoretical calculations. The possibility of digital signal transmitting with the speed up to 1 Gb/s for
the distance of 1 km is shown experimentally.
Key words: terahertz frequency range, high
speed wireless communications systems, transmitter-receiver
system, digital signal.
Для цитирования:
В. Л. Вакс, В. В. Бирюков,
К. И. Кисиленко, А. Н. Панин, С. И. Приползин, А. С. Раевский, В. В. Щербаков. Системы беспроводной связи терагерцового
частотного диапазона. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. № 12.
Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/dec18/4/text.pdf
DOI 10.30898/1684-1719.2018.12.4