2020年11月06日对于四川来说是一个不寻常的一天,就在今天11时19分,全球首颗6G试验卫星“电子科技大学号”(星时代-12/天雁05),搭载长征六号运载火箭,在太原卫星发射中心成功升空,并顺利进入预定轨道。
四川造!全球首颗6G试验卫星发射成功 太赫兹通信技术领先全球
长征六号此次发射任务重大,除了6G试验卫星“电子科技大学号”,同时还成功将NewSat9-18卫星送入预定轨道(长征六号火箭的国际订单)和北航空事卫星一号和“太原号”科普卫星(八一03星)送入同步轨道。
提到6G很多网友表示已经跟不上科技进步的步伐了,有很多网友表示:科技发展这么快了,5G都还没用上呢。也有人认为现在的4G已经够用了,6G卫星就出来了是不是我们太落后了,下面我们就来了解一下这颗6G卫星吧!
四川造!全球首颗6G试验卫星发射成功 太赫兹通信技术领先全球
“电子科技大学号”卫星重达70公斤,是由电子科技大学、国星宇航与微纳星空联合研制,该卫星搭载了由电子科技大学与国星宇航设计开发的太赫兹卫星通信载荷,将在卫星平台上建立收发链路并开展太赫兹载荷试验,这也将成为太赫兹通信在空间应用场景下的全球首次技术验证。什么是太赫兹卫星通信?下面就跟我一起学习一下吧!
太赫兹通信
“太赫兹”(Terahertz,THz)是单位Terahertz的英译,其中1THz=1012Hz,泛指频率在0.1~10THz波段(对应波长为30~3000μm)范围内的电磁波,介于红外和微波之间。
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太赫兹通信具有频谱资源丰富、传输速率高、易实现通信感知一体化等优势,在地面和空间通信领域具有重要的应用前景,是全球第六代移动通信(6G)的关键技术之一。
“电子科技大学号”此次研制发射的全球首颗6G试验卫星,是太赫兹通信在空间应用场景下的首次技术验证,标志着我国航天领域探索太赫兹空间通信技术有了突破性进展。并且在太赫兹频段核心器件、太赫兹通信系统等方面完成了技术攻关,尤其是在空间载荷极其苛刻的约束条件下,解决了小型化、低功耗等技术难题。
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现有的IEEE 802.15.3c和IEEE 802.11ad MAC协议能够适用于太赫兹无线个域网络,但802.11ad相较802.15.3c具有更大的开销,且太赫兹无线个域网络是一种无线自组织网络,所以太赫兹兴趣小组建议太赫兹无线个域网络采用IEEE 802.15.3c MAC协议作为基准,在其上进行修订以形成新的MAC协议。太赫兹无线个域网络与传统无线个域网络的最主要区别在于太赫兹频段传输的高路径损耗,因此太赫兹天线具有很高的方向性且要求可控性,所以太赫兹无线个域网络MAC协议应该包含波束控制作为主要部分。
太赫兹通信的应用前景
太赫兹通信在军事领域应用前景广阔,相比于微波和光通信,在远距离卫星空间通信、大容量近距离军事保密通信、高传输速率的无线安全接入网络等方面均有广阔的应用前景。
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(1)在空间通信方面:
在空间通信方面,太赫兹空间通信兼具激光通信和微波通信的优点。太赫兹波可以作为高速宽带的通信载体。太赫兹通信相对光通信波束更宽,接收端容易对准,量子噪声较低,极高的方向性和穿透能力,因此适用于恶劣环境下的短距离保密通讯,也适用于高带宽需求的卫星通信领域。可用于构建卫星之间、星地之间及局域网的宽带移动高速信息网络。国际电线联盟已为下一步卫星通信预留了200GHz的频段,随着卫星通信的进一步发展,必将进入300GHz以上太赫兹通信范围。
(2)在安全检测方面:
在安全检测方面,大容量近距离军事保密通信可采用太赫兹通信技术。太赫兹波对很多非极性物质有很强的穿透能力,可以进行远距离探测和高分辨率的成像。信号衰减严重,传输距离短;且比微波波束更窄,带宽宽,具有更强的抗干扰能力,可实现(2~5)km内的战场短距离定向保密通信,具备大容量通信优势。在军事侦察、可疑危险品、有毒有害物品检测等方面提供技术保证。
(3)在生物医学方面
在生物医学方面,太赫兹波易被极性分子吸收,光子能量低。因此,太赫兹波可以在生物医学领域有众多的应用场景提供新型的医疗手段,如医疗样品的人体烧伤程度检测,生物传感探针治疗等。
(4)在天文观测方面
在天文观测方面,太赫兹波波段比其他波段具有更低的背景噪声,同时借助强极性液体对太赫兹波有强的吸收作用的特性,可以对宇宙中诸多物质进行探测。太赫兹波也被广泛地应用于恒星形成、星系演化以及宇宙学等方面的研究领域中。
(5)室内超高速通信
目前对室内宽带高速无线通信系统有着持续增长的需求,地面点对点高速蓝牙传输、地面超高速组网(无线接入、无线下载、无线互联等)如图6所示,通信速率要求很高从1GB/S到几百GB/S。太赫兹波具有10GB/S以上的通信速率,可用于高传输速率的无线安全接入,未来很有可能代替目前的蓝牙和无线局域网。
关于“电子科技大学号”6G卫星的了解,它区别于5G,6G要构建出一张实现空、天、地、海一体化通信的网络。6G频段将从5G的毫米波频段拓展至太赫兹频段,数据传输速率有望比5G快100倍,时延达到亚毫秒级水平 。
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“电子科技大学号”卫星还将应用于智慧城市建设、防灾减灾、国土规划、环境保护、重大基础设施建设监测,在太空服务国家战略和经济社会发展,电子科技大学坐标成都,国星宇航坐标成都来为他们点赞!
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