Terahertz-Kommunikation 6G: Bidirektionale drahtlose Übertragung bei 300 GHz bis zu 645 m

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Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG

TRACO ELECTRONIC GMBH

NetModule AG

Vishay Intertechnology, Inc. C/- Vishay Europe Sales GmbH

Rohde & Schwarz und ein französisches Technologieinstitut erforschen die Terahertz-Kommunikation auf der Basis photonischer Techniken. Jetzt konnte eine Verbindung bei 300 GHz eine Entfernung von 645 m im Freien überbrücken. Das ist für 6G-Backhaul-Szenarien interessant.

Der Weg in die 6G-Ära ist nun frei und Kommunikationssysteme im Sub-THz-Bereich bis 300 GHz werden Realität. Dies erfordert neue Messgeräte, Testumgebungen und Metrologie, um die Lücke zwischen Millimeterwellen und optischen Frequenzbändern zu schließen. Seit mehreren Jahren forschen Rohde & Schwarz aus München und das Team des IEMN (Institut für Elektronik, Mikroelektronik und Nanotechnologie) aus Lille in Frankreich unter der Leitung von Prof. Guillaume Ducournau auf dem Gebiet der Hochfrequenzmesstechnik.

Neue Spektrumsressourcen werden in Zukunft leistungsfähigere drahtlose Kommunikationssysteme ermöglichen. In diesem Zusammenhang erwarten Kommunikationsexperten eine Zunahme der Backhaul-Frequenzen, sobald der E-Band-Kommunikationsmarkt gesättigt ist. D-Band-Systeme (mit Frequenzen von 110 bis 170 GHz) werden voraussichtlich nach 2025 auf den Markt kommen, während das H-Band oder Sub-THz-Bänder bis 300 GHz erst nach 2030 erwartet werden.

Neue Architekturen und Testsysteme charakterisieren

Die Entwicklung neuer Architekturen und Testsysteme zur Charakterisierung der Millimeterwellen-/THz-Leistung auf Komponenten- und Systemebene hat höchste Priorität. Damit können zukünftige Trends im drahtlosen Markt unterstützt werden.

Die Erschließung des oberen Endes des Millimeterwellen-Spektrums bis 300 GHz und darüber hinaus ist auf Komponenten- und Systemebene nicht trivial. In den letzten Jahren haben Messtechnikhersteller große Fortschritte bei Vektor-Netzwerkanalysatoren sowie Frontends und Subsystemen für Signal- und Spektrumanalysatoren gemacht.

Zur Charakterisierung moderner THz-Komponenten und -Systeme setzt das IEMN den Vektor-Netzwerkanalysator R&S ZNA mit externen Frequenzumsetzern ein, die wie im Fall des R&S ZC1100 das gesamte Frequenzspektrum von Millimeterwellen bis 1,1 THz abdecken. In der jüngsten Forschungskooperation für elektronische und photonische Technologien basiert die vorgeschlagene Architektur auf einem superheterodynen Ansatz, der eine Kanalbündelung vom V-Band (40 GHz bis 75 GHz) und E-Band (60 GHz bis 90 GHz) bis in den THz-Spektrum ermöglicht.

Ultraniedrige Phasenrausch-Signalreferenz erzeugen

Den THz-Träger erhält man durch Frequenzmultiplikation auf einem photonikbasierten Lokaloszillator, der mit einer Frequenzreferenz synchronisiert ist. Für die Erzeugung der ultraniedrigen Phasenrausch-Signalreferenz hat Rohde & Schwarz den R&S SMA100B zur Verfügung gestellt. Dieser stellt dem THz-Auf- und Abwärtskonverter ein unterbrechungsfreies Lokaloszillator-Feedsignal bereit, was das Auftreten von Störtönen in den THz-Spektren begrenzt.

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