航天科普:四川造!全球首顆6G試驗衛星發射成功 太赫茲通信技術領先全球
發布時間:2021-01-11
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航天科普:四川造!全球首顆6G試驗衛星發射成功 太赫茲通信技術領先全球

2020年11月06日對於(yu) 四川來說是一個(ge) 不尋常的一天,就在今天11時19分,全球首顆6G試驗衛星“電子科技大學號”(星時代-12/天雁05),搭載長征六號運載火箭,在太原衛星發射中心成功升空,並順利進入預定軌道。

四川造!全球首顆6G試驗衛星發射成功 太赫茲通信技術領先全球

四川造!全球首顆6G試驗衛星發射成功 太赫茲(zi) 通信技術領先全球

長征六號此次發射任務重大,除了6G試驗衛星“電子科技大學號”,同時還成功將NewSat9-18衛星送入預定軌道(長征六號火箭的國際訂單)和北航空事衛星一號和“太原號”科普衛星(八一03星)送入同步軌道。

提到6G很多網友表示已經跟不上科技進步的步伐了,有很多網友表示:科技發展這麽(me) 快了,5G都還沒用上呢。也有人認為(wei) 現在的4G已經夠用了,6G衛星就出來了是不是我們(men) 太落後了,下麵我們(men) 就來了解一下這顆6G衛星吧!

四川造!全球首顆6G試驗衛星發射成功 太赫茲通信技術領先全球

四川造!全球首顆6G試驗衛星發射成功 太赫茲(zi) 通信技術領先全球

“電子科技大學號”衛星重達70公斤,是由電子科技大學、國星宇航與(yu) 微納星空聯合研製,該衛星搭載了由電子科技大學與(yu) 國星宇航設計開發的太赫茲(zi) 衛星通信載荷,將在衛星平台上建立收發鏈路並開展太赫茲(zi) 載荷試驗,這也將成為(wei) 太赫茲(zi) 通信在空間應用場景下的全球首次技術驗證。什麽(me) 是太赫茲(zi) 衛星通信?下麵就跟我一起學習(xi) 一下吧!

太赫茲通信

“太赫茲(zi) ”(Terahertz,THz)是單位Terahertz的英譯,其中1THz=1012Hz,泛指頻率在0.1~10THz波段(對應波長為(wei) 30~3000μm)範圍內(nei) 的電磁波,介於(yu) 紅外和微波之間。

四川造!全球首顆6G試驗衛星發射成功 太赫茲通信技術領先全球

四川造!全球首顆6G試驗衛星發射成功 太赫茲(zi) 通信技術領先全球

太赫茲(zi) 通信具有頻譜資源豐(feng) 富、傳(chuan) 輸速率高、易實現通信感知一體(ti) 化等優(you) 勢,在地麵和空間通信領域具有重要的應用前景,是全球第六代移動通信(6G)的關(guan) 鍵技術之一。

“電子科技大學號”此次研製發射的全球首顆6G試驗衛星,是太赫茲(zi) 通信在空間應用場景下的首次技術驗證,標誌著我國航天領域探索太赫茲(zi) 空間通信技術有了突破性進展。並且在太赫茲(zi) 頻段核心器件、太赫茲(zi) 通信係統等方麵完成了技術攻關(guan) ,尤其是在空間載荷極其苛刻的約束條件下,解決(jue) 了小型化、低功耗等技術難題。

四川造!全球首顆6G試驗衛星發射成功 太赫茲通信技術領先全球

四川造!全球首顆6G試驗衛星發射成功 太赫茲(zi) 通信技術領先全球

現有的IEEE 802.15.3c和IEEE 802.11ad MAC協議能夠適用於(yu) 太赫茲(zi) 無線個(ge) 域網絡,但802.11ad相較802.15.3c具有更大的開銷,且太赫茲(zi) 無線個(ge) 域網絡是一種無線自組織網絡,所以太赫茲(zi) 興(xing) 趣小組建議太赫茲(zi) 無線個(ge) 域網絡采用IEEE 802.15.3c MAC協議作為(wei) 基準,在其上進行修訂以形成新的MAC協議。太赫茲(zi) 無線個(ge) 域網絡與(yu) 傳(chuan) 統無線個(ge) 域網絡的最主要區別在於(yu) 太赫茲(zi) 頻段傳(chuan) 輸的高路徑損耗,因此太赫茲(zi) 天線具有很高的方向性且要求可控性,所以太赫茲(zi) 無線個(ge) 域網絡MAC協議應該包含波束控製作為(wei) 主要部分。

 太赫茲通信的應用前景

太赫茲(zi) 通信在軍(jun) 事領域應用前景廣闊,相比於(yu) 微波和光通信,在遠距離衛星空間通信、大容量近距離軍(jun) 事保密通信、高傳(chuan) 輸速率的無線安全接入網絡等方麵均有廣闊的應用前景。

四川造!全球首顆6G試驗衛星發射成功 太赫茲通信技術領先全球

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(1)在空間通信方麵:
在空間通信方麵,太赫茲(zi) 空間通信兼具激光通信和微波通信的優(you) 點。太赫茲(zi) 波可以作為(wei) 高速寬帶的通信載體(ti) 。太赫茲(zi) 通信相對光通信波束更寬,接收端容易對準,量子噪聲較低,極高的方向性和穿透能力,因此適用於(yu) 惡劣環境下的短距離保密通訊,也適用於(yu) 高帶寬需求的衛星通信領域。可用於(yu) 構建衛星之間、星地之間及局域網的寬帶移動高速信息網絡。國際電線聯盟已為(wei) 下一步衛星通信預留了200GHz的頻段,隨著衛星通信的進一步發展,必將進入300GHz以上太赫茲(zi) 通信範圍。
(2)在安全檢測方麵:
在安全檢測方麵,大容量近距離軍(jun) 事保密通信可采用太赫茲(zi) 通信技術。太赫茲(zi) 波對很多非極性物質有很強的穿透能力,可以進行遠距離探測和高分辨率的成像。信號衰減嚴(yan) 重,傳(chuan) 輸距離短;且比微波波束更窄,帶寬寬,具有更強的抗幹擾能力,可實現(2~5)km內(nei) 的戰場短距離定向保密通信,具備大容量通信優(you) 勢。在軍(jun) 事偵(zhen) 察、可疑危險品、有毒有害物品檢測等方麵提供技術保證。
(3)在生物醫學方麵
在生物醫學方麵,太赫茲(zi) 波易被極性分子吸收,光子能量低。因此,太赫茲(zi) 波可以在生物醫學領域有眾(zhong) 多的應用場景提供新型的醫療手段,如醫療樣品的人體(ti) 燒傷(shang) 程度檢測,生物傳(chuan) 感探針治療等。
(4)在天文觀測方麵
在天文觀測方麵,太赫茲(zi) 波波段比其他波段具有更低的背景噪聲,同時借助強極性液體(ti) 對太赫茲(zi) 波有強的吸收作用的特性,可以對宇宙中諸多物質進行探測。太赫茲(zi) 波也被廣泛地應用於(yu) 恒星形成、星係演化以及宇宙學等方麵的研究領域中。

(5)室內(nei) 超高速通信

目前對室內(nei) 寬帶高速無線通信係統有著持續增長的需求,地麵點對點高速藍牙傳(chuan) 輸、地麵超高速組網(無線接入、無線下載、無線互聯等)如圖6所示,通信速率要求很高從(cong) 1GB/S到幾百GB/S。太赫茲(zi) 波具有10GB/S以上的通信速率,可用於(yu) 高傳(chuan) 輸速率的無線安全接入,未來很有可能代替目前的藍牙和無線局域網。

關(guan) 於(yu) “電子科技大學號”6G衛星的了解,它區別於(yu) 5G,6G要構建出一張實現空、天、地、海一體(ti) 化通信的網絡。6G頻段將從(cong) 5G的毫米波頻段拓展至太赫茲(zi) 頻段,數據傳(chuan) 輸速率有望比5G快100倍,時延達到亞(ya) 毫秒級水平 。

四川造!全球首顆6G試驗衛星發射成功 太赫茲通信技術領先全球

四川造!全球首顆6G試驗衛星發射成功 太赫茲(zi) 通信技術領先全球

“電子科技大學號”衛星還將應用於(yu) 智慧城市建設、防災減災、國土規劃、環境保護、重大基礎設施建設監測,在太空服務國家戰略和經濟社會(hui) 發展,電子科技大學坐標成都,國星宇航坐標成都來為(wei) 他們(men) 點讚!



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