结合电子和光子技术

法国里尔的电子、微电子和纳米技术研究所(IEMN)和罗德与施瓦茨公司扩大了他们在利用光子技术研究太赫兹通信方面的合作。在最近的一次演示中，IEMN达到了一个里程碑，研究人员在645米的室外距离上生成了一个300 GHz的双向链路，用于未来的6G回程场景。罗德与施瓦茨公司的R&S SMA100B微波信号发生器是性能测试装置中的关键部件。R&S SMA100B提供超低相位噪声信号，有助于加速太赫兹通信的研究和开发，为工业化做好准备。

6G时代的大门已经打开，高达300 GHz频段的次太赫兹通信系统正在成为现实。这些新频率迫切需要仪器、测试平台和计量，需要填补毫米波和光学波段之间空白的方法。

几年来，罗德与施瓦茨公司和Guillaume Ducournau教授领导的IEMN团队一直在研究高频测量以及将罗德与施瓦茨测试和测量解决方案与光子技术相结合，以加速新兴6G技术的进步。

研究新的频谱资源将有助于推进未来的无线通信系统。一旦e波段通信市场饱和，回程频率预计会增加。d波段(110 ~ 170 GHz)系统等潜在频率预计将在2025年之后进入市场，而高达300 GHz的h波段或次太赫兹频段将在2030年之后进入市场。开发新的架构和测试系统来表征组件和系统级别的毫米波/太赫兹性能对于这些无线趋势非常重要。

在组件和系统级别上，解决毫米波频谱的非常高端(300 GHz及以上)是非常具有挑战性的。仪器仪表最近经历了几次进步，包括矢量网络分析仪、信号和频谱分析仪前端和子系统。IEMN使用R&S ZNA矢量网络分析仪和各种频率转换器执行最先进的太赫兹元件和系统特性，涵盖从毫米波范围到1.1太赫兹的频率。

最近在电子和光子技术方面的研究合作提出了一种超外差架构，可以实现从v波段(40至75千兆赫)或e波段(60至90千兆赫)到太赫兹频谱的信道聚合。太赫兹载流子由与参考频率同步的基于光子的本振进行倍频得到。罗德与施瓦茨为里尔的测试团队提供了最先进的R&S SMA100B解决方案，该解决方案可产生超低相位噪声参考信号。这种仪器方法可以为太赫兹上/下转换器提供无杂散的本地振荡器馈电信号，从而限制了太赫兹光谱中的杂散音调。

该系统是第一个成功集成太赫兹频率双工的系统，并允许在一个天线对的两端同时传输和接收。在实验室验证了系统性能后，作为欧盟-日本ThoR项目的一部分，在德国用两对天线在150米的距离上进行了测试，随后在法国进行了室外空中测试，距离为645米，系统传输速率为12.6 Gbps。这是300ghz频段太赫兹双工系统所能达到的最大距离。

IEMN太赫兹无线通信研究主管Guillaume Ducournau教授表示:“凭借我们在太赫兹技术方面的专业知识，例如光电太赫兹光电转换器，高速电子接收器和太赫兹仪器，我们致力于研究新的6G领域，开发原型，验证技术并为我们的合作者提供先进的测量服务。为了应对未来的挑战，我们很高兴继续并扩大与罗德与施瓦茨的合作，为工业化奠定坚实的基础。”

罗德与施瓦茨的技术经理Taro Eichler说:“我们很高兴与IEMN合作，为太赫兹通信集成电子和光子技术，并希望将这种方法扩展到其他应用。研究结果还将为行业规范组织(如最近创建的ETSI ISG THz)以及其他标准化机构提供有价值的投入。”

罗德与施瓦茨积极支持欧洲、亚洲和美国的6G研究活动，同时也为研究项目、行业联盟的工作做出贡献，并与领先的研究机构和大学合作。该公司的测试和测量专业知识和解决方案为到2030年实现下一代无线通信的商业部署打开了大门。