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太赫兹通信:未来6G的“超高速通道”
  现在的5G网络已经很快,但还要在等几分钟。如果换成未来的6G网络,眨眼间,一部电影就下载完了。这听起来像科幻电影?其实,它就藏在一种叫“太赫兹通信”的技术里。
   太赫兹波,电磁波家族的“调皮小子”
  太赫兹波(以下简称“THz波”)。电磁波是我们生活里的“隐形快递员”,从手机信号到微波炉,都靠它送信。THz波的频率超级高,大概在0.1到10THz(万亿赫兹)之间,比5G的毫米波高得多,但比可见光低一点儿。
  如果把电磁波想象成一条彩虹,THz波就是彩虹上那条“紫色边缘”的部分。它不像微波“懒散”到处飘,也不像光一样是直线——它既有波的灵活,又有光的潜力。为什么叫“太赫兹”?因为它的频率高到“太赫兹”级别(1THz=1万亿次振动/秒),这让它能 携带海量信息,就像一条超级宽的“信息高速公路”。
   为什么它是6G的“杀手锏”?
  现在用5G上网,速度顶多1Gbps(每秒1吉比特),够用但不完美。6G呢?目标是1Tbps(每秒1太比特)——是5G的1000倍。这靠的就是THz通信的“宽带宽”。THz波的“水管”粗到能同时塞下无数数据包,所以下载4K视频或玩VR游戏时,不会卡顿。它延迟超低—— 信号从手机到服务器只需几微秒(百万分之一秒)。
   它是怎么“送信”的?
  THz通信的工作原理其实不复杂。信号发射器把数据“打包”成THz波,射出去;接收器再“拆包”还原。关键是频率高,所以数据密度大。THz波传播时容易被空气、水蒸气“吃掉”能量,导致信号弱(叫“传播损耗”)。比如,用“智能反射面”(像一面会“弯曲”信号的镜子)来绕过障碍,或开发新材料让天线更小更强。日本今年NTT公司就出了一个300GHz的无线组件,信号稳,速度快。
  挑战与“升级包”
  THz通信还有成长痛点。比如,THz波需要精密芯片,现在的手机天线还跟不上。
  今年,IEEE给了“近场THz通信”最佳论文奖,证明它在短距离(如室内)超稳。还有石墨烯“可编程表面”,能让THz波像魔法一样“转向”或“全息投影”。无人机(UAV)也能带上THz设备当“空中中继站”。
   未来的“THz世界”
  太赫兹通信不是遥远的梦,它将是6G的“心脏”,让世界更连通:全息会议像面对面,智能城市实时监控,元宇宙真正“活”起来。预计2030年后,手机就能用上它。
 

(重庆市无线电科普体验中心供稿)


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