漆远韬｜一种基于傅里叶光学的光电子通信架构

美国特拉华大学、波拉顿实验室等合作提出了一种基于傅里叶光学的光电子通信架构。

随着移动通信朝着更高载波频率发展，波束阵列也变得越来越密集，大规模多输入多输出（M-MIMO）技术受到更多关注。应用M-MIMO需要基站收发机使用大量天线元件，现有全电子系统难以在高载波频率下覆盖宽的频率范围并在众多天线元件之间保持相位同步。为此，研究人员提出了一种基于傅里叶光学的光电架构，分别使用光学上变频和下变频，生成中频/射频和射频/中频信号，用于在宽频率范围内同时进行多用户和多波束传输和接收；采用基于透镜的发射/接受波束成形，在模拟光域中生成波束，实现零功耗和低延迟，并大幅减少所需射频组件、模数转换器的数量；该架构还具有几乎无限的、功率要求低且无需外部冷却的波束带宽积。实验表明，相比现有电子系统，新架构将波束带宽提升一个量级，将功率效率提高6倍，同时具有较小的误差向量幅度。

这种新型收发相控阵结构可以有效解决电子系统在多波束、多频带情况下性能下降的问题，材料成本更低，有望用于未来6G、太赫兹通信等领域。