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本帖最后由 晨枫 于 2022-2-10 10:05 编辑
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南华早报报导,在北京冬奥上,清华-上海交大-联通团队测试了涡旋的毫米波(vortex millimeter wave),在1公里距离上达到1TB/秒的超高数据率,可以同时传输10000个高清视频。这是6G技术的一个路线。& d. ^" z! a, ?+ @$ ]! J. {3 U. i
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清华-上海交大-联通团队在北京冬奥场地测试涡旋毫米波通信技术,在1公里距离上实现1TB/秒的超高速数据通信
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涡旋波因为带有“轨道角动量”(orbital angular momentum),不再是二维的平面波动,而是三维的螺旋形波动。因此除了常规的强度、相位、频率、极化等自由度外,在多了轨道角动量这个新的自由度,可携带的信息量大大增加,在理论上,在任何平路下都有无穷多互不干扰的正交模态,近年来在雷达成像、无线电通信等方面得到重视。0 p0 A9 p1 A# s% P) H0 g
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! Q3 }+ v; R% q涡旋波在轴线上其实是互相对消的,所以涡旋光波投影在与轴线成直角的平面上,中心是一个黑洞,但涡旋本身还可以正着转、反着转,既不正、也不反是一个奇点
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( C. o+ c# Y$ X! |' w涡旋波的幅度、相位与平面波不同,看起来奇奇怪怪的,也正因为这些“奇怪”的性质,加上正交性,可以携带多得多的信息4 R% v5 r1 d, U3 s
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4 w' l1 v; z; X- k但涡旋波有越转越发散的趋势,给实用化带来很大的困难
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涡旋波在1909年就被英国物理学家约翰·亨利·波因廷发现了,但很长时间里,谁也不知道这东西有什么用。等到想到了,涡旋波的产生和操作又是个问题,与平常的平面波很不相同。一个问题是涡旋波有“越转越大”的趋势,使得长距离传输时,功率密度降低太多,接收困难。; P. r% ~4 a3 `
2 b( f, m I% `欧洲在90年代就开始研究涡旋波,2020年时,日本电话电报公司的团队在10米距离上实现了200GB/秒的通信速度。清华-上海交大-联通团队的突破来自于实现了更加窄的波束,使得在通信距离延长到1公里的同时,达到1TB/秒的数据率。在2018年,团队就实现了长达172公里的涡旋波传输,这个世界记录至今没有打破,但那只是能接收到信号而已,谈不上通信速度。+ n, A: D( b! s5 ]) f
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据说涡旋波用于雷达的话,有望对隐身目标有效探测。现有隐身理论都是基于平面波的。但当前重点还是在通信。
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. h0 \) I% \$ m- v2 n* W; U中国在6G方面再次领跑了。不久前,天津大学团队用太赫兹技术也测试了6G技术,这是另一条技术路线。& C. U, B: D8 t
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据报道,中国的6G专利超过世界总数的40%,美国35%,日本10%,欧洲9%,韩国4%。( c! D- S& u: B( ]$ c
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美国和日本在2021年4月宣布,联合投资45亿美元,与中国6G竞争。. r! X' ~5 E# h, ]
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这是好事。中国欢迎竞争,中国也不怕背后打黑枪。中国科研也以“企业队”为主,国家的科研补贴和抵税拉动了大约6倍的企业投资。
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据认为,6G在2030年左右有望实用化。华为5G由于芯片被美国打了黑枪。中国能不能在6G时代实现“芯片自由”是中国6G成功的关键。 |
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