Terahertz (THz) in der Kommunikation

• Forschungsstelle: AR
• Projektnummer: R-3210/040-22
• Projekttitel Englisch: Terahertz (THz) in der Kommunikation

Schlüsselwörter (Deutsch)

Informationssysteme, Kommunikationssysteme, Navigationssysteme

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Das Projekt verschafft mittels Monitoring einen Überblick über die erforderlichen THz-Technologien zur Anwendung in der Kommunikation.

Projektbeschreibung (Deutsch)

Veranlassung / Problemstellung / Projektidee

In den letzten Jahrzehnten wurden immer wieder höhere Frequenzen benutzt um drahtlos zu übermitteln. Heute ist nur noch der Bereich der THz-Wellen unbenutzt. Im Monitoring sollen die Möglichkeiten der Nutzung der THz-Wellen zur drahtlosen Kommunikation aufgezeigt werden. Ein einem weiteren Schritt kann als Vertiefung der Weg zur Realisierung von THz-Kommunikation beschritten werden.

Partner und Internationale Organisationen (Deutsch)

Vertragnehmer:
RainbowPhotonics AG, Zürich

Mitarbeitende Stellen:

Koordinationsfragen abgeklärt mit folgenden Stellen:

Projektziele (Deutsch)

Allgemeine Zielsetzungen / Erwartete Ergebnisse

Technologiemonitoring

• Stand und zukünftige Konzepte zur Erzeugung, Modulation, Übermittlung, Verbreitung und Detektion der THz-Wellen.
• Mögliche Frequenzen für Übertragungskanäle.
• Mögliche Materialien für Übertragungskanäle, ihre Dämpfungs- und Reflexionsparameter.
• Erreichbare Bandbreiten.
• Erreichbare Übertragungsdistanzen; beim Medium Luft auch in Abhängigkeit der atmosphärischen Parameter.
• Lokale Frequenznutzung und Interferenzen.
• Aspekte der elektronischen Kriegführung, Aufklärungswahrscheinlichkeit einer Übertragungsstrecke.
• Wer ist in dieser Technologie tätig (wissenschaftlich / Wirtschaft).
• Möglicher militärischer Nutzen.

• Trendanalyse: was ist bis 2015 / 2020 zu erwarten.

Wissenstransfer

• Workshops
• Seminare und Veranstaltungen W+T

Kommunikation und Dokumentation

Die Arbeiten sollen umfassend dokumentiert und kommuniziert werden.

Abstract (Englisch)

This work, as technology monitoring study, covers aspects of possible military use of terahertz radiation in the communication area. First the basic concepts of terahertz radiation, as well as an overview on several approaches and materials used to generate and detect terahertz radiation for application in the communication area are described. A projection of terahertz in the communication area is proposed indicating a potential in both short and long range applications, for the near and far future, and the most promising terahertz technologies for a practical terahertz system are identified. Various aspects related to: attainable bandwidths in the terahertz regime, achievable transmission distances in air, dependences on atmospheric parameters, and used frequencies and interferences are covered. Frequency windows with minimum attenuation in the terahertz regime are identified. Electronic warfare (EW) in the THz regime, understood as the use of the electromagnetic spectrum to effectively deny the use of this medium by an adversary, while optimizing its use by friendly forces is described. THz communication systems require the development of emitters, detectors, modulators and frequency filters. An overview of the main groups active in the field of communication with terahertz both in research and industry is presented. In the road map for application of THz in communication. The scenarios for point-to-point communication via a THz link will be the first to be realized in indoor (within a room or within a building) and outdoor communication (middle range).
The need to identify the most suitable frequency window for application in communication, requires the development of a tunable source. Spectrometers for applications outside the laboratory based on a novel organic material will be available soon. With all the technological know-how, it is possible to anticipate tunable systems for application in communication and based on the nonlinear material DAST in about two years time (2011). The developed technology will enable applications in advanced communication systems and high-resolution radars that require highly integrated miniaturized terahertz transmitter-receiver and where the infrastructure needed to move the terahertz technology from the laboratory to the field is not yet available.
Others promising fields for terahertz should be mentioned : the development of next generation of screening devices are in security, for identification of hazardous and toxic materials concealed by clothing and packaging, in spectroscopy, and in medical applications.
The investments required to realize a first demonstrator for short range communication based on THz technologies are beyond available financial support. It is recommended to update regularly this technology monitoring study in order to identify a possible break event and to extended it to others potential applications.

Beschreibung der Resultate (Deutsch)

Forschungsberichte:

Titel:                        Monitoring Terahertz Technology,
                                 Report No. 2 (Q3 /2008)
Autor:                      Dr. Carolina Medrano
Ausgabedatum:      30.08.2008

Titel:                        Monitoring Terahertz Technology,
                                 Report No. 1 (Q2 /2008)
Autor:                      Dr. Carolina Medrano
Ausgabedatum:      31.05.2008

Beschreibung der Resultate (Englisch)

Research Reports:

Title:                        Monitoring Terahertz Technology,
                                Report No. 4 Final (Q1 /2009)
Author:                     Dr. Carolina Medrano
Publication Date:     09.04.2009

Title:                        Monitoring Terahertz Technology,
                                Report No. 3 (Q4 /2008)
Author:                     Dr. Carolina Medrano
Publication Date:     28.11.2008

Title:                      Monitoring Terahertz Technology,
                               Report No. 2 (Q3 /2008)
Author:                  Dr. Carolina Medrano
Publication Date:  30.08.2008

Title:                      Monitoring Terahertz Technology, 
                               Report No. 1 (Q2 /2008)
Author:                  Dr. Carolina Medrano
Publication Date:  31.05.2008

Zugehörige Dokumente

• Monitoring Terahertz Technology, Report No.4 Final [PDF] 1'637 kB
• Monitoring Terahertz Technology, Report No. 3 [PDF] 327 kB
• Monitoring Terahertz Technology, Report No. 2 [PDF] 484 kB
• Monitoring Terahertz Technology, Report No. 1 [PDF] 1'090 kB