FOR 2863 - Aktive THz Transceiver Komponenten

Im Vergleich zu Radios, die im rein optischen Wellenlängenbereich oder im RF/Mirkowellenfrequenzbereich arbeiten, stellt die Kombination aus extrem großen absoluten und relative Bandbreiten im THz Regime, gepaart mit den starken Limitierungen der Leistungsfähigkeit von Technologien in der sogenannten "THz-Lücke", einzigartige Herausforderungen an moderne digitale Übertragungsverfahren, die auf hoher Signalintegrität beruhen. Da noch keine direkte DSP bei THz Frequenzen mögich ist müssen Signale in und aus dem THz-Bereich umgesetzt werden. Diese Frequenzumsetzung wird vom Transceiver bewerkstelligt, der entweder in rein elektronischen, rein optischen oder gemischt elektro-optischen Technologien implementiert werden kann. Letzteres ist heute der vielversprechendste Ansatz, da er das geringe Empfängerrauschen, die hohe Sendeleistung und die hohe funktionale Integrationsdichte elektronischer Transceiver mit der hohen spektralen Reinheit und dem geringen Phasen- und Frequenzrauschen optischer THz-Signalgenerierung kombiniert.Das Projekt von Meteracom zielt die Entwicklung des theoretischen und experimentellen Versätndnisses für den Entwurf von THz Transceivern auf Basis elektronischer und photonischer Technologien, sowie auf den Schaltungsentwurf und die Simluationsmethodik zur Optimierung ihrer anwendungs-spezifischen Charakteristika, mit dem Ziel die erreichbare Datenrate, die Vielfalt an Modulationsformaten und den Systemgewinn zu erhöhen. Das Projekt stellt auch eine Technologieplattform für die experimentelle Validierung der im RAhmen der weiteren Teilprojekte untersuchten Metrologiekonzepte bereit.Elektronische THz Transceiverschaltungen innerhalb des WR3 Frequenzbereichs zwischen 220 und 325 GHz werden untersucht, mit einem speziellen Fokus auf ultra-breitbandigen (> 60 GHz) Kanalbandbreiten, wie sie in Anwendungen der THz-Kommunikation, -Radar und -Metrologie auftreten. In einem anwendungsorientierten, Top-Down Entwurfsansatz basierend auf theoretischer Analyse und CAD-Simluationen auf Systemebene, wird die Sensitivität der vektoriellen Signalverschelchterung von Kommunikationssignalen von den Nichtidealitäten eletronischer Sende-/Empfangsfrontends in heterodyner Quadarturarchitektur studiert, experimentell validiert, und schließlich im dedizierten Transceiverentwurf minimiert. In Ergänzung der aktiven THz transceiver wird die hoch-stabile und spectral reine Signalgenerierung mittels Mode-Locked-Laser untersucht und sowohl als durchstimmbare THz Quelle und als stabiler Lokaloszillator für die elektronischen Transceiver eingesetzt. Die experimentelle Validierung in diesem Projekt umfasst die Zeit- und Frequenzbereichscharakterisierung der individuellen elektronischen und photonischen Transceiverkomponenten, sowie komplette Datenübertragungsexperimente mit kombiniert opto-elektronischen Transceivern in einer back-2-back Konfiguration und existierenden THz Transceivern mit Luftschnittstelle aus Vorgängerprojekten.

DFG-Verfahren Forschungsgruppen

Teilprojekt zu FOR 2863: Metrologie für die THz Kommunikation