Цифровая радиорелейная система терагерцового диапазона с использованием наноэлектронных компонентов

Суть разработки заключается в создании реальных предпосылок построения цифровой радиорелейной системы терагерцового диапазона, что обеспечит качественное повышение пропускной способности систем радиосвязи.

Впервые в теоретическом плане проведено компьютерное и физическое моделирование основных составных частей телекоммуникационной системы, а именно: субгармонического смесителя для сигнала 130-134 ГГц и промежуточных частот в диапазоне 1-5 ГГц и гетеродина с использованием радиоимпульсного умножения частоты на лавинно-пролетном диоде, на теоретико-множественном уровне сформулированы задачи исследования цифровых радиорелейных систем терагерцового диапазона волн и составных частей с учетом нелинейных и шумов свойств. Задачи решены с применением современного программного обеспечения, что позволило уточнить требования к качественным показателям (параметрам) и определить требования к составным частям, исходя из необходимости реализации их в наноэлектронной элементной базе (новых многослойных интегральных технологиях).

Впервые в практическом плане проведены экспериментальные исследования макетного образца цифровой радиорелейной системы терагерцового диапазона с использованием наноэлектронных компонентов в составе: приемный и передающий радиотракты в диапазоне частот 130-134 ГГц, цифровой модем с пропускной способностью до 155 Мбит/с, разработан проект гармонического смесителя на основе многослойной арсенид-галлиевой интегральной технологии на компланарных волноводах.

Основные характеристики и результаты разработки заключаются в том, что на основе проведенных исследований создана цифровая радиорелейная система терагерцового диапазона, которая обеспечивает передачу и прием в диапазоне частот 128-134 ГГц цифровой информации со скоростью до 1,5 Гбит/с при дальности радиосвязи в пределах 1 км, разработан проект методики расчета трассы радиорелейной линии в диапазоне частот 30-300 ГГц с использованием моделей ITU относительно распространения электромагнитных колебаний в терагерцовом диапазоне, в План использования радиочастотного ресурса включен диапазон частот 130 - 134 ГГц для радиовещательной связи в соответствии с Постановлением Кабинета Министров Украины №838 от 05.09.2012 г.

Предложено и реализовано новое техническое решение детектора на зеркальном диэлектрическом волноводе в диапазонах частот 53-74 ГГц, 78-120 ГГц, 118-180 ГГц, 175-275 ГГц ,на основе которого экспериментально подтверждена правильность применения принципов системной интеграции радиотехнических устройств с использованием зеркального диэлектрического волновода в качестве прототипа наноелемента, чем созданы условия применения нанотехнологий для построения нового поколения телекоммуникационных систем терагерцового диапазона частот.