[发明专利]一种卫星间太赫兹通信系统构架及其信息传输方法

权利要求书

1.一种卫星间太赫兹通信系统，包括设置在卫星平台上的发射机和接收机，其特征在于：

当太赫兹频率范围为小于10THz的低频段时，所述发射机采用巨量太赫兹天线阵；

当太赫兹频率范围在10THz～30THz的高频段时，所述发射机是太赫兹激光器；

太赫兹频率范围为上述低频段或高频段时，所述接收机均为巨量太赫兹天线阵；

所述巨量太赫兹天线阵包含有10⁴～10⁷数量级的天线阵元，所述巨量太赫兹天线阵利用半导体工艺制作，将若干个工作在不同波长的天线阵元利用同一个工艺来实现，从而实现多频率MIMO体制；

所述接收机接收太赫兹波后将通过一检波量子器件提取信息，并采用若干个天线阵元驱动同一个检波量子器件。

2.根据权利要求1所述一种卫星间太赫兹通信系统，其特征在于：所述检波量子器件是基于等离子激元的高电子迁移率场效应晶体管。

3.一种卫星间太赫兹通信系统的信息传输方法，其特征在于，利用如权利要求1或2所述的卫星间太赫兹通信系统，实现信息传输的步骤是：将信息信号压缩编码后调制为电信号并加载在太赫兹源上，该太赫兹源是经巨量太赫兹天线阵形成窄波束向外辐射或是激光光源；接收端巨量太赫兹天线阵在电子波束指向控制的调整下，实现接收波束与发射波束的对准；接收到的太赫兹信号经过量子器件探测后被送到后级的解码解压缩电路，最终还原出信息信号。

4.根据权利要求3所述卫星间太赫兹通信系统的信息传输方法，其特征在于，在频率小于10THz的太赫兹低频范围，发射机采用巨量太赫兹天线阵，利用天线阵波束形成与能量合成实现窄波束的大功率输出以抑制路径衰减；天线阵的电子扫描方式调波束方向，实现发射波束与接收的对准；接收端通过天线阵金属中自由电子的谐振，达到能量聚集与增强，并从各种波长的电磁波中选择出所需要波长，并抑制其他波长信号的干扰。

5.根据权利要求3所述卫星间太赫兹通信系统的信息传输方法，其特征在于，在10THz～30THz、波长为30微米～10微米的太赫兹高频段，发射机采用太赫兹激光器用于发射调制的激光；接收端采用多个巨量太赫兹天线阵进行接收，每一个天线阵都被激光光源扫到，不同的天线阵在时间域内不同时刻接收到激光信号，接收到信号后通过电子处理的方式将这些不同天线阵接收到的信号进行拼接合成。

6.根据权利要求5所述卫星间太赫兹通信系统的信息传输方法，其特征在于，在卫星升空过程中，将很多巨量天线阵堆叠起来，卫星到了太空以后再将巨量天线阵展开，以扩大天线阵的等效口径。