近两年，射频半导体行业取得了众多颠覆性的突破与进步，诸如持续整合MMIC市场，通过氮化镓GaN技术促进新型基站架构和射频能量应用的发展，5G也完成了独立组网标准，阵列天线、太赫兹技术等也取得了众多实质性进展。

●硅基全集成太赫兹通信系统研究进展

太赫兹作为毫米波的延伸，它所提供的通信带宽远大于毫米波，理论上可实现极高速的无线通信。实现太赫兹通信的关键在于是否能设计并获得具有良好性能的太赫兹收发机系统。电子科技大学教授、博士生导师王政设计并实现了国际上首个210GHz基于基频的全集成CMOS收发机系统；此外，王教授带领课题组实现了国际上首个基于90nm SiGe工艺、工作于300GHz的全集成硅基频率综合器芯片，获得了宽带的频率调制和出色的相位噪声特性；还提出了重叠像素和相控阵相结合的技术，设计并基于0.18靘 SiGeBiCMOS工艺实现了新型基于相控阵的W波段的硅基全集成成像系统。本次演讲，王政教授将对其硅基全集成太赫兹通信系统的研究成果和进展进行介绍。

●低空小型飞行器防御技术

四川省微波通信技术创新联盟秘书长高晶将分享低空小型飞行器防御技术。根据无人机的威胁程度，将无人机等级由低到高分为四类：应用常规技术飞行的无人机、应用抗干扰技术的无人机、应用自定义通信技术的无人机和应用预设导航技术的无人机 。无人机管控技术有侦测发现技术（通过雷达、无线电、光学等技术实现对无人机的探测、定位、跟踪等）、干扰压制技术（通过欺骗性和压制性等手段对无人机的自动驾驶与控制系统、通信系统、动力系统等实施有效干扰，使无人机不能正常飞行或进行诱捕）、捕获击毁技术（利用抓捕或破坏系统对目标实施抓捕或者彻底摧毁的一种技术手段。包括：网枪、网炮、激光武器以及常规武器等）。

●毫米波雷达在工业与汽车领域的应用

汽车正在实现无人驾驶，工厂正在实现自动化，城市和家庭也变得越来越智能化，传感器在人机共存、实现这一革命的过程中发挥着关键作用。 自动化的需求正在推动感测需求，仅检测到物体存在还远远不够，传感器需要能检测距离、速度和位置。德州仪器（TI）半导体事业部中国区嵌入式产品系统与应用总监蒋宏介绍了TI在过去7年一直开发的高频CMOS电路。该研发活动开始于TI Kilby实验室创新，将毫米波传感器的所有功能块集成到单芯片上 - 从76-81 GHz RF电路到高级感测所需的处理块。 与现今部署的传感器相比，高级混合信号电路的精度高出10倍，可以将检测到单根头发。 超低功耗晶体管可在25%的电流传感器上实现感测功能，可选择低至150 mW。单芯片可实现尺寸与现代智能手表尺寸相似的极小尺寸传感器。

● 5G 还是IEEE 802.11ax?

5G和IEEE 802.11ax？两者都可实现较高的数据速率(Gb/s)，两者都将消耗大量功率以获得良好的覆盖范围，同时两者都试图进入对方的领域。IEEE 802.11ax 关注的焦点是完全的室内覆盖--家里或办公楼的每个角落和缝隙都可实现同样的高数据速率，打造一种不容易被 5G 替代的体验。（为免这种体验听起来令人难以置信，IEEE 802.11ax 最终成为一个非常难以实现的标准，且其实现时间又被推迟了 6 个月，预计将于 2019 年年初获批。）然而，5G 正面临着其独有的严峻挑战，包括延迟。尽管 5G 提高了数据速率，但其覆盖范围却缩小了，且手机基站的覆盖范围开始“按平米计算”。预计 5G 的覆盖范围可能缩小不到一半，这就要求基站数量增加 4 倍多。在人口密集的市区寻找安置基站的空间成本较高，这意味着推出 5G 基础设施的开销巨大，与此同时许多运营商的 4G 投资尚未回本。5G 声称有“方法提高室内穿透性”，而.11ax 的口号则是“5G 已经到来，名为.11ax”。那么，谁将在竞争中取胜? Qorvo无线连接事业部高级业务发展经理Jeff Lin将在此次研讨会中一一分析这两项技术特性，以及如何充分利用这两项技术的优势，定义和执行技术的战略。

这种硅锗芯片将一个数字触发转变为一个频率范围超过1 THz的5皮秒的太赫兹辐射脉冲。该芯片支持重复率高达10GHz，提供光束转向能力，包含一个小的可以以300飞秒分辨率独立编程的阵列天线的发射器。来自：Jeff Fitlow /Rice大学

莱斯（Rice）大学的无线研究人员借鉴了无线电发明家Guglielmo Marconi制造了第一个能够传输每秒1 terabit数据的无激光无线系统。这样的速度是当今顶级的4G无线网络速度的20000倍，是美国最快的家庭互联网服务速度的20倍。一个1 terabit/s信号可以同时观看200000部高清电影。

Rice大学电气与计算机工程系教授兼主任Edward Knightly说，“无线电打破太比特每秒传播速度这个瓶颈将使无线应用和通信进入一套全新的模式。”他是美国国家科学基金会（NSF）支持的为期三年的130万美元用于开发太比特无线技术项目的首席研究员。

2016 Cisco公司的研究发现，全球移动数据流量到2015年增长了74%，2015年12月已经增长到每月3.7亿字节（几乎3000万比特），所以这种传播速度被迫切的需要。该报告发现，智能手机数据使用量在2015年增长了43%，每月平均用户消费929 MB。这种增长很大程度上是由于大家越来越喜欢在移动终端上观看视频。Cisco公司发现2015年视频流量占所有移动数据流量的55%。

这种硅锗芯片将一个数字触发转变为一个频率范围超过1 THz的5皮秒的太赫兹辐射脉冲。该芯片支持重复率高达10GHz，提供光束转向能力，包含一个小的，可以以300飞秒分辨率独立编程的阵列天线的发射器。来自：Jeff Fitlow /Rice大学

这一需求水平使美国国家科学基金会在过去五年里对无线电频谱研究投资超过6000万美元。美国国家科学基金会今天宣布资助Rice大学研究的是一个价值1100万美元的新一轮投资。

Knightly和首席研究员Aydin Babakhani计划用无线电脉冲技术去打破1 terabit/s这个瓶颈。这代表了无线公司几十年来一直依赖的载波调制技术将被打破。Rice大学的电气和计算机工程助理教授Babakhani说，脉冲技术可能是唯一一种在单一信道内支持1terabit/s 左右数据速率的无激光无线技术，但他的团队必须清楚想要论证每秒能够发送和接收1万亿高频无线电脉冲信号仍然有很多困难。

Babakhani说，“脉冲技术并不是新的技术，Marconi上世纪90年代第一次将它展示出来。他用一个天线连接到一个大的电容器。通过充电，使得能量增加，直到电压差电离出空气间隙，然后所有的能量立即被传送到天线上。这是第一个基于脉冲的通信网络。他用它来表明可以传输很长的距离，这是低频率的。

Rice大学工程研究人员Aydin Babakhani（左）和Edward Knightly从无线电发明家Guglielmo Marconi那里获得灵感创建了第一个无激光无线系统，系统每秒能传输1 terabit的数据。来自：Jeff Fitlow /Rice大学

“我们的脉冲系统受Marconi的发明的启发，我们用一个片上天线通过一个高速双极型晶体管，而不是像Marconi 让能量通过空气间隙传输到这个大的电容器里。“他说。”我们将磁能量储存在片上，然后使用一个简单的数字触发器去释放它。一旦释放，它会变成一个皮秒脉冲辐射出去。没有振荡器：它是直接从数字到脉冲的辐射，与基于脉冲系统的激光不同，它只能发送甚至更短的脉冲，而我们可以非常快的发送许多脉冲，这些脉冲会转变成一个高的脉冲重复频率，这对于实现我们的数据传输目标至关重要。

Babakhani的实验室在今年早些时候创下了一项世界纪录，他们发射了最短的1.9皮秒的无线电脉冲，将开发和制造一个餐盘大小的发射机，可在高频率范围从100 GHz到几个THz发送甚至更短的脉冲。发射机实际上包含约10000个单独的天线，每一个都是一个单独的芯片，能够单独发送皮秒无线电脉冲。Babakhani说，天线的数目将增加信号强度，该技术有可能使发射距离达到1/4英里。此外，天线阵列能够让我们精确地控制信号。

“调制的，基于频率的通信技术在较低频率的无线电波已经做得很完美了，我们在过去的半个世纪里一直使用着，但在频率高于100兆赫的时候一切都变了，”Knightly说。“我们把这些信号移动到一个有效可控的体系里面，而不是让它们反弹并分散在环境中。好处是我们要将所有的带宽跟信息去直接冲击一个设备，就像一个尖锐的激光的中心一样，没有人能够拦截该信号，因为任何线下的接收器根本检测不到它。所以，我们聚焦的点像是一束激光，但我们使用的是无线电。面临的挑战是需要控制光束到正确的时间在正确的地方，发射到用户移动的位置。”

来源：phys.org；电子科技大学太赫兹研究中心 四川太赫兹应用研究联合课题组 操岳衡 编译

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