太赫兹轨道角动量通信关键器件研究进展

【摘  要】太赫兹波具有丰富的频谱资源优势,兼具方向性强和穿透性好等优点,是6G通信的重要技术之一。OAM作为一个新的复用维度,可极大提升通信容量,因此将太赫兹和OAM技术融合,有望为6G网络注入新的活力。首先介绍了太赫兹波和OAM波束的特点,然后重点讨论了太赫兹OAM通信的关键器件,最后结合不同的太赫兹OAM通信系统的特点,讨论分析了当前太赫兹OAM系统存在的典型问题和潜在解决方式,为未来太赫兹OAM通信技术发展和应用提供参考。

【关键词】太赫兹通信;电磁涡旋;轨道角动量

0   引言

随着移动通信的快速发展,智能终端和各种新兴应用不断升级,无线数据流量急剧增加,驱动了下一代移动通信技术(6G)的研究。相比于现有的无线通信,6G技术期望在速度、延迟和容量方面带来极大的飞跃,并构建人机物智慧互联、智能体高效互通的新型网络,最终实现“万物智联、数字孪生”的应用愿景。因此,通信频段正在向具有海量带宽资源的太赫兹频段延伸,以解决当前无线通信的频谱稀缺和带宽限制的问题[1-2]。另一方面,人们也在不断开发无线传输的新维度,探索先进的调制方案和复用技术来进一步提高频谱效率。其中,轨道角动量(OAM, Orbital Angular Momentum)凭借其完美的正交性可实现同时同频多路信息调制,能极大提升无线通信系统的信息传输能力和太赫兹频率的使用效率,解决容量提升问题[3]。

1   太赫兹波的特点及轨道角动量

太赫兹(THz, Terahertz)波通常是指频率在0.1&

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