Effizienter funken

Optoelektronische Signalverarbeitung für Mobilfunknetze

| Redakteur: Jürgen Schreier

Beruhen die Empfänger von Funkstrecken auf rein elektrischen Schaltkreisen, die nur in einem engen Frequenzbereich einsetzbar sind, so hat eine Forschergruppe des KIT einen optoelektronischen Empfänger vorgestellt. Dieser deckt den ganzen Frequenzbereich von 0,03 bis 0,34 Terahertz ab.

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Die Leitfähigkeit des lichtempfindlichen Widerstands in der Antenne wird sehr schnell durch eingestrahltes Laserlicht moduliert. Auf diese Weise lässt sich das Funksignal vom Terahertz-Bereich zu tieferen Frequenzen konvertieren.
Die Leitfähigkeit des lichtempfindlichen Widerstands in der Antenne wird sehr schnell durch eingestrahltes Laserlicht moduliert. Auf diese Weise lässt sich das Funksignal vom Terahertz-Bereich zu tieferen Frequenzen konvertieren.
( Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Drahtlose Kommunikationssysteme wie WLAN und LTE bestimmen unseren Alltag. Um jedoch die ständig wachsenden Anforderungen an Übertragungsgeschwindigkeit und Netzabdeckung zu erfüllen, wird jedoch eine effizientere Signalverarbeitung benötigt. Diese kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass man die Vorzüge optischer und elektronischer Technologien miteinander verbindet.

So arbeiten optische und elektronische Übertragungssysteme zusammen.
So arbeiten optische und elektronische Übertragungssysteme zusammen.
( Bild: KIT/Verfasser )

Im Fachmagazin Optica stellt ein Team des KIT erstmals eine Übertragungsstrecke im Terahertz-Frequenzbereich vor, die sowohl beim Sender als auch beim Empfänger optoelektronische Signalverarbeitung nutzt.

Übertragungsraten von bis zu 30 Gigabit pro Sekunde erreicht

„Derzeit beruhen die Empfänger von Funkstrecken auf rein elektrischen Schaltkreisen, die jeweils nur auf einem beschränkten Frequenzbereich einsetzbar sind“, erklärt Erstautor Tobias Harter vom KIT, der in der Arbeitsgruppe von Christian Koos am Institut für Photonik und Quantenelektronik und am Institut für Mikrostrukturtechnik des KIT forscht. „Unser optoelektronischer Empfänger kann dagegen den ganzen Frequenzbereich von 0,03 bis 0,34 Terahertz abdecken.“

Bei einer Trägerfrequenz von 0,31 Terahertz erreichte das Team Übertragungsraten von bis zu 30 Gigabit pro Sekunde auf einer Übertragungsstrecke von 58 Metern. Der Empfänger besteht aus einer Terahertz-Antenne, in die ein lichtempfindlicher Widerstand integriert ist. Dessen Leitfähigkeit wird sehr schnell durch eingestrahltes Laserlicht moduliert. Damit lässt sich das ursprüngliche Funksignal vom Terahertz-Bereich zu tieferen Frequenzen konvertieren, die von elektronischen Schaltkreisen leicht weiterverarbeitet werden können.

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