本文選題：太赫茲波　切入點：太赫茲通信　出處：《電子科技大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：根據(jù)Edholm的帶寬定律,人們對于無線短距離通信的帶寬需求基本每隔18個月翻一番,為了提供足夠高的通信帶寬,采用更高的載波頻率成為了必須的途徑,這就要求未來通信載波要拓展到太赫茲波頻段,太赫茲無線通信因而也就成為了下一代無線短距離通信的重要研究課題。目前大部分對于太赫茲無線通信系統(tǒng)研究通常采用兩種方法,一種方法是基于現(xiàn)有微波通信技術(shù),另外一種是采用直接調(diào)制太赫茲源的方法。不同于這兩種方法,本文從基于空間直接調(diào)制的方式出發(fā),研究了一種基于空間直接調(diào)制技術(shù)的太赫茲無線通信系統(tǒng)。研究了太赫茲波的傳輸機理、太赫茲波調(diào)制解調(diào)技術(shù)和通信編解碼技術(shù),重點探索了太赫茲波的直接調(diào)制技術(shù)方案,并在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了330GHz載波頻率的太赫茲無線通信系統(tǒng),實現(xiàn)了圖片等文件的無線傳輸。首先,本文研究了太赫茲波在大氣中的傳輸特性,從氧氣和水汽的大氣吸收譜出發(fā),研究了氧氣和水汽對0-1THz波段的吸收特性,建立了太赫茲波在大氣中的傳輸信道模型,提供了0-1THz波段的太赫茲波大氣傳輸窗口。接著,本文探索了一種基于石墨烯/半導體硅復合結(jié)構(gòu)(Graphene on Silicon,GOS),通過對結(jié)構(gòu)的設(shè)計,研究出調(diào)制速率達到1MHz、調(diào)制深度50%以上、工作頻帶覆蓋0.2-2THz頻段的新型全光學太赫茲調(diào)制器,證明了其可以作為良好的太赫茲波調(diào)制器,并建立了基于GOS調(diào)制器的太赫茲無線通信系統(tǒng)模型。最后,本文通過軟硬件結(jié)合方式,利用LabVIEW與NI6251數(shù)據(jù)采集卡,設(shè)計了可以用于GOS調(diào)制方式的信號編解碼方案,完成了通信系統(tǒng)的基帶信號處理過程。進而構(gòu)建了基于GOS的330GHz太赫茲無線通信系統(tǒng),通過對圖片的傳輸實驗測試和分析,證明了通信系統(tǒng)具有500Kb/s以上的通信速率。通過對于空間性直接調(diào)制器及相應(yīng)的太赫茲無線通信系統(tǒng)研究,本文為今后太赫茲無線通信系統(tǒng)設(shè)計研究,尤其是300GHz以上太赫茲通信系統(tǒng)構(gòu)建提供了一個重要的研究思路和方向。
[Abstract]:According to the law of the people for the Edholm bandwidth, the bandwidth requirement of short distance wireless communication is basically doubled every 18 months, in order to provide high enough communication bandwidth, has become the necessary way with higher carrier frequency, which requires future communication carrier to expand into the terahertz wave band, terahertz wireless communication becomes the next generation of short distance wireless communication is an important research topic. Most of the current research on terahertz wireless communication systems usually use two methods, one method is based on the existing microwave communication technology, the other is using the method of direct modulation of terahertz source. Different from the two methods, this paper from the space direct modulation based on the research of a terahertz wireless communication system based on spatial direct modulation technology. The transmission mechanism of terahertz, terahertz wave modulation and demodulation technology Communication and codec technology, explores the direct modulation scheme of terahertz wave, and on this basis, the construction of terahertz wireless communication system 330GHz carrier frequency, to achieve the wireless transmission of pictures and other documents. Firstly, this study the terahertz wave propagation in the atmosphere, starting from the absorption spectrum of oxygen and water vapor the atmosphere, to study the characteristics of 0-1THz band absorption of oxygen and water vapor, a transmission channel model of terahertz wave in the atmosphere, provides a 0-1THz band THz atmospheric transmission window. Then, this paper explores a graphene / silicon composite structure based on (Graphene on Silicon, GOS), through the design of structure the study of the modulation rate reached 1MHz, more than 50% new all optical modulation depth, terahertz modulator band covering 0.2-2THz band, proved its can be used as a good terahertz Zibo modulator, and the establishment of a terahertz wireless communication system model based on GOS modulator. Finally, this paper through the combination of hardware and software, using LabVIEW and NI6251 data acquisition card, the design can be used for signal GOS modulation coding and decoding scheme, the baseband signal processing communication system. And then build a 330GHz terahertz wireless communication system based on GOS, through the transmission of experimental testing and analysis of images, proved that the communication system has a communication rate of more than 500Kb/s. Through the space of direct modulator and corresponding terahertz wireless communication system research, this paper design of terahertz wireless communication system in the future research, especially above 300GHz terahertz communication system provides an important study on the thinking and direction of construction.

【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN92

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本文編號：1640783