[发明专利]用太赫波的无线数据传输

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在发射装置与接收装置之间进行无线数据传输的方法，其中该数据作为信号被调制到频率范围在0.1太赫(terahertz)与10太赫之间的电磁载波上。本发明还涉及一种用于实现该方法的系统。

背景技术

自从大约100年前开始采用首个用于无线数据传输的技术的时候以来，可供用于传输的带宽已持续增长。如已知的那样，可用于传输的频带的宽度取决于载波频率，从而随着频率增大，可用的传输带宽也增大。如今，使用从数千赫至数千兆赫范围内的载波频率。因此，所谓的无线“HD”以60GHz的载波频率和4Gb/s的带宽来工作。为了能够获得10Gb/s和更高范围内的数据率，将来还要将太赫范围内的波用作载波。

首次用太赫波进行数据传输的尝试是以采用毫微微秒激光器的脉冲发射机执行的。然而，宽带数据传输需要连续波源，即连续工作的太赫辐射源。此类连续波THz源可以例如从彼此稳定的两个独立激光器构造。其他连续波THz源使用双色二极管激光器，该双色二极管激光器同时发出频谱间隔在THz范围内的两个空间叠加波。然而，尽管付出了所有努力，但是太赫波的生成在如今仍是复杂和昂贵的，因而目标是尽可能高效率地将有限的可用连续波太赫功率用于数据传输。另外，必须注意，太赫波在空中经受强衰减，并且即使在对于太赫波而言相当透明的频谱窗中该辐射也会在仅几米的距离上就显著衰减。

发明内容

本发明的目的在于创造一种准许花小力气以高有效性在太赫波基础上进行数据传输的方法。本发明的另一目的在于创造一种构造简单的用于实现该方法的系统。

这些目的是由具有权利要求1的特征的方法、根据权利要求5的系统和根据权利要求8的接收机来达成的。在适用的从属权利要求中陈述本发明的有利的实施例。

本发明本质的基本想法在于，首先生成经聚焦的载波，并且其次将发射装置对准接收装置，其中该对准要关于这些单元之间不中断的通信来优化，以达成最大可能的传输距离。为此目的，由自动地调整自己的调整系统来将发射装置对准接收装置。为此目的，该调整系统使用这些单元之间的无线通信，该无线通信的频率落在太赫范围之外并且尤其使用例如蓝牙或WLAN之类的常规无线电信道。本发明的另一实施例使用一种接收设备，该接收设备的接收装置，尤其是传导太赫辐射的光纤，能够接收来自不同方向的定向太赫辐射。在此实施例中，由此是该接收设备对准发射机的接收机。自然，这在由发射装置和接收装置构成的系统对这两个选项都加以实现以使得发射机自动地对准接收机、而接收机本身准许定向优化时是特别有利的。

由于接收机处可用的收到功率即使对于太赫辐射而言也会随着发射机与接收机之间距离的增大而减小，因而本发明的在其中所发射的功率朝特定方向聚焦的“定向波”具有比这些波在所有空间方向上能各向同性地传播的情形更长的射程。在此太赫波的情形中，此类在点对点通信的意义上的定向无线电是有利的，因为如从电视和无线电传输所知的那样，不必同时向许多接收机供应相同的信号，即不必供给大区域。此处合意的在发射机与接收机之间的数据传输因定向信号而导致最大可能的传输距离。

如果用于数据传输的太赫波是由光学方法产生的，例如是通过频率在光谱范围内的两个波的差频混频产生的，那么可以按特别简单的方式借助透镜来改变此太赫波束的孔径角。在本发明的范围内，此波束可以直接对准接收机。

在此方面，发射机与接收机之间存在直接的“视线连接”对于有效的数据传输而言是有利的。这可以例如借助于使太赫发射装置位于房间的天花板上并且由此与房间中几乎每个工作点具有直接视线接触的方式来实现。如果并非对于房间中的每个合意点均存在直接视线接触，那么太赫波也可以在发射机与接收机之间例如从房间的墙壁多次反射。具体地，可以借助一个或更多个可调整的镜子来调整由发射机发出的波束的方向。使太赫光分布到多块独立的镜子准许即使在仅使用一个基频的情况下也能对多个独立的接收机进行寻址，其中使这些接收机在空间上分隔开充分的程度会是有利的。激光振镜可被用作用于此目的的镜子。同样已知的是称为MEMS(微机电系统)的微镜，这些微镜特别灵活并且可被制造为矩阵。另外，有诸如棱镜和光栅之类的用于偏转或弯曲太赫波的各种各样的其他选项可用并且能被用于这些目的。

为了准许本发明的调整，使发射装置包含关于其应当向哪个方向发送太赫光的信息是有利的。为此目的，可以在发射装置与接收装置之间首先建立基于“常规”无线电技术的连接再通过此路径发起太赫连接的安装。在此方面，使该“常规”无线电连接具有数kb/s数量级上的低带宽是充分的。在此连接的框架内，可以作出对这些组件的相对位置的确定。