我國科研團隊首次完成超導太赫茲通信實驗

近日，中國科學院紫金山天文臺牽頭的聯合實驗團隊，在青海省海西州雪山牧場成功實現基于超導接收的高清視頻信號公里級太赫茲/亞毫米波無線通信傳輸。這是國際首次將高靈敏度超導接收機技術成功應用于遠距離太赫茲無線通信系統，也是0.5THz頻段以上迄今最遠距離的太赫茲無線通信傳輸實驗。中國工程物理研究院電子工程研究所和上海師范大學參與組織聯合實驗，中國電科54所、中國科學院理化技術研究所和長春光學精密機械與物理研究所參與部分研制。

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太赫茲是介于微波和光之間的頻段，太赫茲通信是解決未來空間海量數據實時傳輸與落地難題的重要技術手段，但面臨因信號衰減嚴重而難以遠距離傳輸等瓶頸，發(fā)射機功率、接收系統靈敏度以及傳輸場景等是影響遠距離太赫茲通信的重要因素。在適宜太赫茲/亞毫米波天文觀測的臺址環(huán)境，將超高靈敏度和高增益的太赫茲天文望遠鏡系統與太赫茲通信系統相結合，可顯著提升太赫茲通信傳輸距離。

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聯合實驗團隊完成了適應極端環(huán)境的太赫茲高靈敏度超導接收機、太赫茲高效倍頻鏈、中頻帶寬擴展和超寬帶調制發(fā)射等多項關鍵技術攻關，全自主研制了一套0.5THz頻段基于超導隧道結外差混頻接收的全電子學太赫茲通信系統。在青海省海西州雪山牧場亞毫米波天文觀測基地（海拔約4300米處）實現了高清視頻信號的太赫茲無線通信傳輸，傳輸頻率為0.5THz，傳輸距離為1.2公里，信號發(fā)射功率僅10微瓦。本次實驗充分驗證了利用太赫茲/亞毫米波超導接收系統開展太赫茲通信的獨特優(yōu)勢，完成了地面外場高速數據太赫茲通信傳輸實驗驗證及系統性能評估，為未來空間/空地大容量太赫茲通信、以及雪山牧場亞毫米波多學科平臺建設奠定關鍵技術基礎。

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相關工作得到國家自然科學基金委員會、科技部、中國科學院、青海省科技廳、青海省海西州人民政府等的支持。