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毫米波和太赫兹通信§11.4郭婉莹电磁波频谱划分随着对电磁波谱的不断深入研究，人类对电子学和光学的认识持续加深，推动了微波、毫米波与太赫兹技术的快速发展。微波（0.3–30GHz）和毫米波（30–300GHz）技术已广泛应用于雷达、通信、成像、导航等领域。介于毫米波与红外之间的频段被称为太赫兹波段（0.1–10THz），其研究正成为新兴前沿方向。毫米波通信毫米波特性毫米波通信具备波束窄、旁瓣低和频率高的特性，在大气中呈现出一定的衰减特性，配合小口径高增益天线，可实现极窄波束覆盖，有效提升通信的方向性与抗干扰能力，增强信号的隐蔽性。因此，毫米波常用于对通信安全性要求较高的接力通信等场景。毫米波通信毫米波基站硬件架构基带模块位于集中单元（CU），负责数字信号的调制解调、数字域波束赋形以及协议栈的管理功能。该模块通常通过CPU、DSP、FPGA或SoC芯片实现高效的基带处理能力。中频模块位于远端单元（RU），完成数字前端（DFE）处理以及模数/数模信号的转换，向毫米波模块提供高质量的信号接口。毫米波模块系统的关键部分，位于RU，包括毫米波混频器、模拟域波束赋形和天线阵列，实现高频信号的生成、处理和发射。通过毫米波模块，基站能够利用波束成形技术提升信号覆盖范围和传输效率。太赫兹通信太赫兹波特性强穿透性与环境适应性：太赫兹波可穿透介电材料和非极性液体，在烟雾、沙尘等复杂环境中仍能稳定传播，适用于保密通信及极端环境下的无线传输。低能量高安全性：能量远低于X射线，对生物组织无损伤，具备良好的生物安全性，适合应用于医学成像与安检等领域。大带宽与高容量传输能力：处于微波与红外之间的频段，具备更大带宽，结合高阶调制编码技术，能够支持高速率、低时延的大容量数据传输需求。高保密性与抗干扰性：窄波束特性使其能有效抑制背景噪声与信号泄露风险，增强通信链路的安全性，在军事通信、机密数据传输等场景中具有广泛应用前景。太赫兹通信传统电子学发射端由基带和射频前端构成。体积小，集成度高，功率高，传输距离远。受限于半导体技术，难以产生高于1THz的信号，速率受限。光子辅助型发射端利用光电转换产生太赫兹信号，突破电子器件带宽限制。采用外腔激光器、马赫-曾德调制器等。信号频率可达1THz以上，传输速率和带宽更高。太赫兹通信直接检测结构简单，功耗低。适用于低阶幅度调制格式。对QAM等高阶调制方式适用性较差。外差相干检测适用于高阶QAM、频率调制、相位调制等多种调制方式。具有高检测灵敏度、超大带

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