日前在《自然 · 光子学》(Nature Photonics )上，德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的研究人员发表了一种低成本太赫兹接收器设计，在概念验证实验中，该团队演示了在 110 米的距离内以 115 Gbit/s 的数据速率和 0.3THz 的载波频率进行传输的情况，相当于每秒可传输超过 14GB 的数据。
这是迄今为止，在超过 100 米的距离上无线太赫兹通信的最高数据速率。
非常简化的太赫兹数据信号相干接收方案依赖于一个简单的包络检测器和随后的数字信号处理（DSP），该方案允许从测量的包络线重建太赫兹波形的相位，并依赖于光通信中所谓的 Kramers–Kronig（KK）接收器的推广。
“为了同时为尽可能多的用户提供网络服务，并以最大的速度传输数据，未来的无线网络或将由大量小型无线蜂窝基站子系统组成。”来自 KIT 的 6G 技术研究专家克里斯蒂安 · 库斯（Christian Koos）教授表示，这些无线蜂窝子系统设备，会距离较短，因此可以以最小的能量消耗和较低的电磁干扰来传输高数据速率，相关基站会比较紧凑，而且可轻松安装在建筑物或路灯上，之间通过太赫兹波来连接。
在这项实验中，研究人员使用了一种高速肖特基势垒二极管（SBD）作为一个宽频带和紧凑的包络检测器。
该论文的第一作者托比亚斯 · 哈特（Tobias Harter）博士进一步解释其原理：“接收器的核心是一个二极管，它可以对太赫兹信号进行整流。”这种二极管是一种所谓的肖特基势垒二极管，它提供大带宽，用作包络检测器来恢复太赫兹信号的振幅。然而，数据的正确解码还需要太赫兹波的时变相位，这在校正过程中通常会丢失。
为了克服上述问题，研究人员使用数字信号处理技术，结合一类特殊的数据信号，通过所谓的 Kramers-Kronig 关系，可以从振幅重构相位，Kramers-Kronig 关系描述了分析信号的实部和虚部之间的数学关系，利用这样的接收器概念，科学家们在 110 米的距离上以 0.3THz 的载波频率实现了 115Gbit/s 的传输速率。此外，试验还证明了使用 QPSK、16QAM 和 32QAM 等数字调制方式的方案可行性。
责编：胡安
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