[實用新型]太赫茲同收發全雙工通信系統

有效

• 申請號: 201920559138.3
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN209462376U
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 張波;牛中乾;趙小松
• 申請（專利權）人: 四川眾為創通科技有限公司
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40;H04B1/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

本實用新型公開了太赫茲同收發全雙工通信系統，該系統包括太赫茲天線、太赫茲射頻前端、中頻電路和基帶電路；所述太赫茲射頻前端包括太赫茲帶通濾波器、太赫茲正交模耦合器、太赫茲分諧波混頻器和太赫茲倍頻鏈路，通過太赫茲正交模耦合器在同一射頻前端中實現太赫茲信號的發射和接收。本實用新型在實現了太赫茲信號可同時發射和接收的功能的基礎上，發射通道和接收通道僅采用一個天線，極大地減小了通信系統前端的體積，利用系統的小型化。

技術領域

本實用新型涉及太赫茲通信技術領域，具體涉及太赫茲同收發全雙工通信系統。

背景技術

太赫茲波是指頻率在100GHz到10THz之間的電磁波。這一段電磁頻譜處于傳統電子學和光子學研究頻段之間的特殊位置，過去對其研究以及開發利用都相對較少。隨著無線通信的高速發展，現有的頻譜資源已變得日益匱乏，開發無線通信的新頻段已逐漸成為解決此矛盾的一種共識，而在太赫茲頻段存在大量未被開發的頻譜資源，使得太赫茲頻率適于作為未來無線通信的新頻段。在眾多技術途徑中，采用固態電子學的技術途徑實現無線通信系統，未來存在將系統進行片上集成的可能，這對太赫茲無線通信系統走向實用化具有重要意義。

目前基于半導體技術的固態太赫茲通信系統均采用收發端分離的方案，及發射前端連接單獨的天線，接收前端連接另一個單獨的天線，無法使用同一個天線進行同時收發的功能。為了較高的增益和良好的性能，天線的尺寸往往比較大，如果使用傳統的方案實現同收發功能，通信系統前端的體積過于龐大，不利于系統的集成。

實用新型內容

為了解決現有太赫茲通信系統實現同收發導致系統前端體積過大，不利于系統集成的技術問題，本實用新型提供了解決上述問題的太赫茲同收發全雙工通信系統。

本實用新型通過下述技術方案實現：

太赫茲同收發全雙工通信系統，該系統包括太赫茲天線、太赫茲射頻前端、中頻電路和基帶電路；所述太赫茲射頻前端包括太赫茲帶通濾波器、太赫茲正交模耦合器、太赫茲分諧波混頻器和太赫茲倍頻鏈路，通過太赫茲正交模耦合器在同一射頻前端中實現太赫茲信號的發射和接收。

優選的，所述基帶電路包括DAC和ADC；其中，DAC產生的信號，經由中頻電路的第一低通濾波器進行濾波處理后進入第一太赫茲分諧波混頻器搬移至太赫茲頻段，經由太赫茲正交模耦合器與接收信號形成模式隔離，再經過太赫茲帶通濾波器進行邊帶抑制，最后經太赫茲天線發射傳輸至太赫茲信道。

優選的，由太赫茲天線接收太赫茲信道的信號經太赫茲帶通濾波器濾波后，經由太赫茲正交模耦合器進入第二太赫茲分諧波混頻器將信號搬移至中頻頻段，再經過中頻電路的低噪聲放大器和第二低通濾波器，最后輸入到ADC進行解調。

優選的，所述太赫茲正交模耦合器將模式相互正交的發射信號和接收信號進行合路為一路信號，并產生模式隔離。

優選的，由50MHz晶振產生的信號經由鎖相介質振蕩器與太赫茲倍頻鏈路，產生太赫茲信號為太赫茲分諧波混頻器提供本振驅動。

優選的，所述太赫茲正交模耦合器包括第一端口、第二端口、第三端口和正交分離結構；其中，所述第一端口為正方形波導口，能夠通過兩個正交的極化模式波；所述第二端口和第三端口均為標準矩形波導口。

本實用新型具有如下的優點和有益效果：

本實用新型對射頻前端進行了改進，射頻前端同時集成發射通道和接收通道，頻率相同并且模式相互正交，并采用太赫茲正交模耦合器(Orthomode Transducer,OMT)與其相連，將兩路模式正交的收發信號經由正交模耦合器合為一路信號，再將合路后的信號經由太赫茲天線發送至太赫茲信道進行數據傳輸。本實用新型在實現了太赫茲信號可同時發射和接收的功能的基礎上，發射通道和接收通道僅采用一個天線，極大地減小了通信系統前端的體積，利用系統的小型化。

附圖說明