卫星间是如何实现“对话”的?太赫兹技术了解一下

科技工作者之家 2021-06-25

从振奋全国的神舟五号载人飞船开始,中国的航空进入了发展的快车道。有好奇的朋友问了,天上这么多的卫星,它们之间是怎么“交流”的?在太空中,两颗卫星在地球轨道上,运用传统卫星技术传数据需要一段时间才能完成传送,但太赫兹技术的出现,让卫星们可以不用”加班”、快速“交流”。


卫星间实现快速“对话”应用到的技术


2020年11月6日,我国在太原卫星发射中心成功发射全球首颗6G试验卫星“电子科技大学号”。为什么叫6G实验卫星呢?关键是这颗卫星搭载了太赫兹通信设备。正是太赫兹通信设备,让卫星间可以有更加宽阔和高速的道路传送数据。


什么是太赫兹?太赫兹有哪些优势?


这里引出了一个新的概念——太赫兹。大家对太赫兹可能比较陌生,从科学的定义上来讲,太赫兹辐射是0.1~10THz的电磁辐射。换个熟悉的说法,在电磁频谱上和太赫兹波段相邻的两兄弟,一个是遥控器里面的红外,另一个就是微波炉里的微波。夹在红外和电磁波中间的就是太赫兹。


因为频段上既不适合光学理论处理,也不完全适合微波理论研究,在相当长的一段时间内太赫兹技术成了一个几乎空白的技术领域。但是在科学家们的努力下,发现了太赫兹相较于其他频段的优势,因为太赫兹集成了微波通信与光通信的优点,具有传输速率高、容量大、方向性强、安全性高及穿透性好等诸多特性,于是太赫兹也有了自己的“江湖地位“。



太赫兹未来还能在哪些领域使用?


中国移动通信领域著名专家李少谦教授介绍,太赫兹作为新一代的通信技术,其一就是传统的地面大容量通信,有可能是未来的6G技术,其二就是用在航天领域的空间大容量通信。


太赫兹通信技术使用的频率波段为0.1THz-10THz之间,而目前全球主流的通信波段在0.1THz-1THz之间。这意味着,太赫兹频段的频谱资源更为丰富,一旦应用在通信领域,可以实现更大容量的快速信息传输。



因为太赫兹频率高、波束指向性强的特性,让太赫兹设备的移动接入和覆盖难度较高,有着传输距离较短的“短板“。正所谓“短亦有短的好”,对于工业领域,甚至是军事领域,鉴于应用场景的复杂,有限的传输距离反而能够成为优势,让通信更加畅通安全。


随着科技的发展,太赫兹技术作为通信技术的前沿,会逐步走进千家万户。对于地面移动通信而言,太赫兹虽然有着自己的局限,但是与4G/5G优势互补,在推动技术进步、通信发展上一定有更大的作为,尤其是工业上的应用,相信在未来能够极大地改变工业生产的结构。虽然6G技术值得我们兴奋,但是我们也要辩证地看待技术,尽全力趋利避害地让技术造福于人类。 


来源:人民网科普

来源:kepu-ah-dyh 科普安徽订阅号

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