[实用新型]太赫兹同收发全双工通信系统

说明书

本实用新型公开了太赫兹同收发全双工通信系统，该系统包括太赫兹天线、太赫兹射频前端、中频电路和基带电路；所述太赫兹射频前端包括太赫兹带通滤波器、太赫兹正交模耦合器、太赫兹分谐波混频器和太赫兹倍频链路，通过太赫兹正交模耦合器在同一射频前端中实现太赫兹信号的发射和接收。本实用新型在实现了太赫兹信号可同时发射和接收的功能的基础上，发射通道和接收通道仅采用一个天线，极大地减小了通信系统前端的体积，利用系统的小型化。

技术领域

本实用新型涉及太赫兹通信技术领域，具体涉及太赫兹同收发全双工通信系统。

背景技术

太赫兹波是指频率在100GHz到10THz之间的电磁波。这一段电磁频谱处于传统电子学和光子学研究频段之间的特殊位置，过去对其研究以及开发利用都相对较少。随着无线通信的高速发展，现有的频谱资源已变得日益匮乏，开发无线通信的新频段已逐渐成为解决此矛盾的一种共识，而在太赫兹频段存在大量未被开发的频谱资源，使得太赫兹频率适于作为未来无线通信的新频段。在众多技术途径中，采用固态电子学的技术途径实现无线通信系统，未来存在将系统进行片上集成的可能，这对太赫兹无线通信系统走向实用化具有重要意义。

目前基于半导体技术的固态太赫兹通信系统均采用收发端分离的方案，及发射前端连接单独的天线，接收前端连接另一个单独的天线，无法使用同一个天线进行同时收发的功能。为了较高的增益和良好的性能，天线的尺寸往往比较大，如果使用传统的方案实现同收发功能，通信系统前端的体积过于庞大，不利于系统的集成。

实用新型内容

为了解决现有太赫兹通信系统实现同收发导致系统前端体积过大，不利于系统集成的技术问题，本实用新型提供了解决上述问题的太赫兹同收发全双工通信系统。

本实用新型通过下述技术方案实现：

太赫兹同收发全双工通信系统，该系统包括太赫兹天线、太赫兹射频前端、中频电路和基带电路；所述太赫兹射频前端包括太赫兹带通滤波器、太赫兹正交模耦合器、太赫兹分谐波混频器和太赫兹倍频链路，通过太赫兹正交模耦合器在同一射频前端中实现太赫兹信号的发射和接收。

优选的，所述基带电路包括DAC和ADC；其中，DAC产生的信号，经由中频电路的第一低通滤波器进行滤波处理后进入第一太赫兹分谐波混频器搬移至太赫兹频段，经由太赫兹正交模耦合器与接收信号形成模式隔离，再经过太赫兹带通滤波器进行边带抑制，最后经太赫兹天线发射传输至太赫兹信道。

优选的，由太赫兹天线接收太赫兹信道的信号经太赫兹带通滤波器滤波后，经由太赫兹正交模耦合器进入第二太赫兹分谐波混频器将信号搬移至中频频段，再经过中频电路的低噪声放大器和第二低通滤波器，最后输入到ADC进行解调。

优选的，所述太赫兹正交模耦合器将模式相互正交的发射信号和接收信号进行合路为一路信号，并产生模式隔离。

优选的，由50MHz晶振产生的信号经由锁相介质振荡器与太赫兹倍频链路，产生太赫兹信号为太赫兹分谐波混频器提供本振驱动。

优选的，所述太赫兹正交模耦合器包括第一端口、第二端口、第三端口和正交分离结构；其中，所述第一端口为正方形波导口，能够通过两个正交的极化模式波；所述第二端口和第三端口均为标准矩形波导口。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

本实用新型对射频前端进行了改进，射频前端同时集成发射通道和接收通道，频率相同并且模式相互正交，并采用太赫兹正交模耦合器(Orthomode Transducer,OMT)与其相连，将两路模式正交的收发信号经由正交模耦合器合为一路信号，再将合路后的信号经由太赫兹天线发送至太赫兹信道进行数据传输。本实用新型在实现了太赫兹信号可同时发射和接收的功能的基础上，发射通道和接收通道仅采用一个天线，极大地减小了通信系统前端的体积，利用系统的小型化。

附图说明