للخدمات النشيطة االتجاهات التكنولوجية GHz 3 000-2مدى التردد  في

75

ITU-R  SM.2352-0التقـرير (2015/06)

SMالسلسلة إدارة الطيف

ii التقريرITU-R SM.2352-0

تمهيـد يضطلع قطاع االتصاالت الراديوية بدور يتمثل في تأمين الترشيد واإلنصاف والفعالية واالقتصاد في اس))تعمال طي))ف ال))ترددات الراديوي))ة في جمي))ع خ))دمات االتص))االت الراديوي))ة، بم))ا فيه))ا الخدمات الساتلية، وإجراء دراسات دون تحديد لمدى الترددات، تكون أساسا إلعداد التوص))يات

واعتمادها. ويؤدي قطاع االتصاالت الراديوية وظائفه التنظيمية والسياساتية من خالل المؤتمرات العالمي))ة

واإلقليمية لالتصاالت الراديوية وجمعيات االتصاالت الراديوية بمساعدة لجان الدراسات.

سياسة قطاع االتصاالت الراديوية بشأن حقوق الملكية الفكرية(IPR)

يرد وصف للسياسة التي يتبعها قطاع االتصاالت الراديوية فيما يتعلق بحق)وق الملكي))ة الفكري)ة االتص))االت الراديوي))ة في سياس))ة ال))براءات المش))تركة بين قط))اع تق))ييس االتص))االت وقط))اع

( والمش))ارITU-T/ITU-R/ISO/IEC) والمنظمة الدولية للتوحيد القياس))ي واللجن))ة الكهرتقني))ة الدولية . وترد االستمارات التي ينبغي لح))املي ال))براءات اس))تعمالهاITU-R 1  بالقرار1 إليها في الملحق

- http :// www . itu . int / ITU الموق)ع اإللك)تروني لتقديم بي)ان عن ال)براءات أو للتص)ريح عن منح رخص فيR / go / patents / en حيث يمكن أيضا االطالع على المبادئ التوجيهية الخاصة بتطبيق سياسة ال))براءات

المشتركة وعلى قاعدة بيانات قطاع االتصاالت الراديوية التي تتضمن معلومات عن البراءات.

سالسل تقارير قطاع االتصاالت الراديوية( http :// www . itu . int / publ / R - REP / en يمكن االطالع عليها أيضا في الموقع اإللكتروني)العنـوانةالسلسل

BOالبث الساتليBRالتسجيل من أجل اإلنتاج واألرشفة والعرض؛ األفالم التلفزيونيةBS)الخدمة اإلذاعية )الصوتيةBT)الخدمة اإلذاعية )التلفزيونيةFالخدمة الثابتةMالساتلية ذات الصلة الخدم))ة المتنقل))ة وخدم))ة االس))تدالل الرادي))وي وخدم))ة اله))واة والخ))دماتPانتشار الموجات الراديوية

RAعلم الفلك الراديويRSعدأنظمة االستشعار عن بSالخدمة الثابتة الساتليةSAالتطبيقات الفضائية واألرصاد الجويةSFالثابتة تقاسم الترددات والتنس))يق بين أنظم))ة الخدم))ة الثابت))ة الس))اتلية والخدم))ةSMإدارة الطيف

وافقت لجن)ة الدراس)ات على النس)خة اإلنكليزي)ة له)ذا التقري)ر الص)ادر عن: مالحظة.ITU-R 1 القرار قطاع االتصاالت الراديوية بموجب اإلجراء الموضح في

النشر اإللكترون)ي2016جنيف،

ITU 2016

iii التقريرITU-R SM.2352-0

ج)م)ي)ع) ح)ق)و)ق) ا)ل)ن)ش)ر) م)ح)ف)و)ظ)ة).) ال) ي)م)ك)ن) ا)س)ت)ن)س)ا)خ) أ)ي) ج)ز)ء) م)ن) ه)ذ)ه) ا)ل)م)ن)ش)و)ر)ة) ب)أ)ي) ش))ك)ل)ك)))))))))))))))))))ا)ن) و)ال) ب)))))))))))))))))))أ)ي) و)س)))))))))))))))))))ي)ل)ة) إ)ال) ب)))))))))))))))))))إ)ذ)ن) خ)ط)ي) م)ن)

.(ITU) االتحاد الدولي لالتصاالت

ITU-R SM.2352-01التقرير

ITU-R  SM.2352-0التق)رير

االتجاهات التكنولوجية للخدمات النشيطة في مدىGHz 000 3-275التردد

 (2015)مجال التطبيق

-GHz 3 00 يتضمن التقرير االتجاهات التكنولوجية للخدمات النشيطة في م))دى ال))تردد . وي))رمي ه))ذا التقري))ر إلى توف))ير معلوم))ات تقني))ة إلع))داد دراس))ات التقاس))م275

والتوافق بين الخ))دمات النش))يطة والمنفعل))ة، وك))ذلك بين الخ))دمات النش))يطة في.GHz 3 00-275 مدى التردد

جدول المحتوياتالصفحة

...........................................................................مقدمة13

.............السمات التيراهيرتزية، والخصائص، والتطبيقات المعتادة23

..........................GHz 275عرض عام لنطاق التردد فوق 1.23

........................................GHz 275 خصائص النطاق فوق2.24

.....................................التطبيقات المعتادة للتيراهيرتز3.25

.............................................................معلومات تنظيمية36

..........................................االتصاالت الالسلكية التيراهيرتزية47

حال))))ة االس))))تخدام المحتم))))ل ألنظم))))ة االتص))))االت1.4............................................................التيراهيرتزية

7............................تكنولوجيات المستقبالت التيراهيرتزية2.4

11..........................................................االستشعار والتصوير5

15.............................................أسلوب توليد التيراهيرتز1.5

15..............................................الكاميرات التيراهيرتزية2.5

17...........................................................قياس الطيف3.5

20.................................................االختبار غير التدميري4.5

21

ITU-R SM.2352-0التقرير 2

األنشطة المرتبط))ة ب))التيراهيرتز ض))من المنظم))ة الدولي))ة للتوحي))د6.........................................................................القياسي

23...........................................................................ملخص7

24......................................................................بيبليوغرافيا8

25

ITU-R SM.2352-03التقرير

المختصرات واألسماء المختصرةATR قياس طيف االنعكاس الكلي الموهن(Attenuated total reflection spectrometry)

BER معدل الخطأ في البتات(Bit error ratio)

BNA بللوراتN-Benzyl-2-Methyl-4-Mitroaniline )N-Benzyl-2-Methyl-4-Mitroaniline(

BWOمذبذب موجات عكسية (Backward-wave oscillator)

DAST بللوراتDiethylaminosulfur Trifluoride )Diethylaminosulfur Trifluoride(

DFGتوليد التردد التفاضلي (Difference frequency generation)

FELليزر ذو إلكترونات حرة (Free-electron laser)

FTIRمقياس طيف األشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (Fourier transform infrared spectroscopy)

HBTالموصالت ترانزيستور ثنائي األقطاب ومتباين أشباه (Heterojunction bipolar transistor)

HEMTتزانزيستور التنقلية العالية لإللكترونات (High electron mobility transistor)

IMPATTالصمامات الثنائية للوقت االنتقالي االنهيارية وذات تأين األثر (Impact ionization avalanche transit-time)

LoS خط البصر(Line of sight)

LT-GaAs أرسنيد الغاليوم المتشكل في درجة حرارة منخفضة(Low temperature grown Gallium Arsenide)

MMIC الدارات المتكاملة للموجات الصغرية األحادية(Monolithic microwave integrated circuit)

NEP القدرة الضوضائية المكافئة(Noise equivalent power)

NFC اتصاالت المدى القريب(Near field communication)

NLoS خارج خط البصر(Non line of sight)

QCL ليزر شاللي كمي(Quantum cascade laser)

RTD صمام ثنائي نفقي رنيني(Resonant tunnelling diode)

TDS القياس الطيفي في النطاق الزمني(Time domain spectroscopy)

TNNNET الوقت االنتقالي للحقن النفقي(Tunnel injection transit-time)

THz تيراهيرتز(Terahertz)

UTC-PDالصمام الثنائي الضوئي الحامل المرتحل الواحد (Uni-traveling-carrier photodiode)

المراجعالتوهين الناجم عن الغازات الجوية:ITU-R P.676التوصية نموذج التوهين الخاص الناتج عن المطر المعد لالستعمال:ITU-R P.838التوصية

في طرائق التنبؤالتوهين الناجم عن السحب والضباب:ITU-R P.840التوصية خصائص وتطبيقات األنظمة الالسلكية الثابتة العاملة في:ITU-R F.2107-2التقرير

GHz 134 وGHz 57 مديات تردد واقعة بين

ITU-R SM.2352-0التقرير 4

مقدمة1 (RRليست موزعة لخدمات معينة، ولكن لوائح الراديو ) GHz 275 إن نطاقات التردد

قي))د GHz 3 000 ي))زال تنظيم طي))ف ال))ترددات ف))وق تحددها للخدمة المنفعلة. وم))ا (. وفي الم))ؤتمر الع))المي لالتص))االت2002 )مراكش، 118الدراسة وفقا للقرار

)950 وفق))ا للق))رار 565.5جرى تع))ديل ال))رقم ()) WRC-12) 2012 الراديوية لعام Rev.WRC-07 ()،بغية التحديد الستخدام اإلدارات من أجل تطبيقات الخدمة المنفعلة

مثل خدمة علم الفلك الرادي))وي، وخدم))ة استكش))اف األرض الس))اتلية )منفعل))ة( )منفعل))ة(. غ))ير أن اس))تخدام الخ))دمات المنفعل))ة وخدم))ة األبح))اث الفض))ائية

النشيطة.  ال يعني استبعاد استخدامه للخدماتGHz 1 000-275 للمدى"ITU-R 237/1  إع))داد وإق))رار المس))ألة الجدي))دة2013 وتم عام الخص))ائص التقني))ة

والتشغيلية للخدمات النشيطة" لتشجيع اإلدارات على دراس)ة الخص))ائص التقني))ة . وإلى ج))انب الخص))ائصGHz 1 000-275 والتشغيلية للخ))دمات النش))يطة في الم))دى

التقنية والتشغيلية فإن من المنتظر تنفيذ دراسات تقاسم بين الخدمات النشيطة والمنفعل))ة، وك))ذلك بين الخ))دمات النش))يطة بم))ا ي))راعي تل))ك الخص))ائص وفق))ا

.ITU-R 237/1للمسألة الجديدة ، ف))إن األجه))زةGHz 275 ونظرا إلى التقدم المحرز في التكنولوجيات األخيرة ف))وق

تحقيق تطبيقات متطورة، مثل لنا ستتيح GHz 275 فوقوالدارات المتكاملة العاملة وم))ع()) THzقياس الطيف، والتصوير، واالختبار غير التدميري، وكاميرا التيراهيرتز )

أن مزايا مثل هذه الترددات العالية هي استخدام ع))رض نط))اق ف))ائق االتس))اع ال يمكن توزيعه في نطاقات تردد الموجات الصغرية والموجات المليمترية فإن هذه

المزايا غير مستغلة بعد لتطوير أنظمة السلكية ذات سرعة فائقة. تطبيق))ات ( فيTHzوبغي)))ة االس))تفادة من تق))دم التكنولوجي))ات التيراهيرتزي))ة )

االتصاالت الراديوية فإن من الضروري والملح فهم االتجاهات التكنولوجية الحالية.GHz 275 للخدمات النشيطة في النطاق فوق

التابع))ة802 لجن))ة المع))اييروإلى جانب تقدم التكنولوجيات التيراهيرتزية فقد أنشأت IEEE ( فرق))ة المه))امIEEE) لمعهد مهندس))ي الكهرب))اء واإللكتروني))ات 802.15.3dلوض))ع

IEEE معي))ار من مع))ايير 802 .GHz 275  تعم))ل ف))وق(PHYطبق))ة مادي))ة ) يش))مل أيض))ا للخدمات النشيطة، كما GHz 275فوق يتم بعد تحديد مديات الترددات  أنه لم على

ل))وائح الرادي))و. ومن الملح ه))ذا الم))دى في لم تجر أية توزيعات على أي خدمة في أيضا من الزاوية التنظيمية فهم الخص)ائص التقني)ة والتش)غيلية للخ)دمات النش)يطة لتفادي التداخل بين الخدمات المنفعلة العاملة في هذا المدى والخ))دمات النش))يطة

القريب. المستقبل التي سيتم تطويرها ونشرها في ويقدم هذا التقرير عرضا عاما لالتجاه التكنولوجي لألنظم))ة النش))يطة المدروس))ة

وهو يزمع توفير معلومات تقنية إلعداد دراسات التقاسمGHz 275 فوقفي النطاق والتوافق. والتكنولوجيات التي يتناوله))ا البحث في ه))ذا التقري))ر هي في مج))االت

التيراهيرتزية، واالستشعار، والتصوير. االتصاالت الالسلكية

الســـمات التيراهيرتزيــة والخصـــائص والتطبيقـــات2المعتادة

يس))تند تط))وير االتص))االت الالس))لكية التيراهيرتزي))ة إلى االتص))االت الالس))لكية التقليدي))ة، وه))و يم))ر ع))بر الموج))ة الص))غرية والموج))ة المليمتري))ة إلى الموج))ة التيراهيرتزية؛ وفي الوقت ذاته فإن))ه يب))دي اهتمام))ا جزئي))ا باالتص))االت الالس))لكية الليزري))ة. ولن تح))ل االتص))االت التيراهيرتزي))ة مح))ل اتص))االت الموج))ة الص))غرية والليزر، غير أن لالتصاالت التيراهيرتزية مزاي))ا فري))دة ال تمتلكه))ا معظم اتص))االت

والليزر. الموجة الصغرية

ITU-R SM.2352-05التقرير

GHz 275عرض عام لنطاق التردد فوق 1.2 الج))زء الرئيس))ي من نط))اق التيراه))يرتز. وتش))ير GHz 275 ف))وقالنط))اق يش))كل

الموجات التيراهيرتزية، التي يطل))ق عليه))ا أيض))ا اس))م اإلش))عاع دون المليم))تري،.mm 3-mm 0,03  وطول الموجة المقابلTHz 10-0,1 عادة إلى نطاق التردد بين

.لكهرمغنطيسي موقع نطاق التيراهيرتز في الطيف ا1 ويعرض الشكل

ITU-R SM.2352-0التقرير 6

1الشكل موقع نطاق التيراهيرتز في الطيف الراديوي

GHz 275 خصائص النطاق فوق2.2 العديد من الخصائص الخاص))ةGHz 275بسبب صفاته الفريدة فإن للنطاق فوق

بالمقارنة مع نطاقات التردد الراديوي األخرى. وهذه الخصائص الفريدة هي علىالنحو التالي:

السماحية العالية(1) باختراق جيد في العدي))د من الم))واد العازل))ةGHz 275 فوقتتمتع اإلشارة الراديوية

والسوائل غير القطبية، ولذا فهي قادرة على تص))وير الم))واد أو األش))ياء المعتم))ة كم))ا يمكن اس))تخدامها في االختب))ار غ))ير الت))دميري عن))د معاين))ة الس))المة أو

الجودة. مراقبة وفضال عن ذلك فإن أطوال موجاتها أطول من دقائق الغبار أو التراب المعلقة في

الغب))ار أو ال))دخان، وله))ذا يمكن الهواء، وثمة فقد ضئيل جدا فحسب لإلرس))ال في استعمالها في التصوير في البيئة الدخانية مثل ميدان اإلنقاذ من الحرائ))ق، والبيئ))ة

الصحراء. الغبارية الريحية مثلالتوهين السريع في الماء(2)

بتوهين ش))ديد في الم))اء، وه))و م))ا يمكن أنGHz 275 فوقتتسم اإلشارة الراديوية يستخدم في الحق))ل الط))بي. وبم))ا أن المحت))وى الم))ائي ألنس))جة األورام يختل))ف اختالفا شديدا عن خاليا األنسجة الطبيعية، فإن بالمستطاع تحديد مواقع األنسجة

لألنسجة. السرطانية عبر تحليل المحتوى المائيالسالمة(3)

تبلغ الطاقة الفوتونية للتيراهيرتز أقل من ميني إلكترون فولط، وه))و أدنى كث))يرا من طاقة معظم الروابط الكيميائية. ولهذا فإن التيراهيرتز لن تتسبب في تفاعل تأين، كما أنها تتسم بأهمية حاسمة في الكشف عن العينات البيولوجية وفح))وص الجس))م البش))ري. وفض))ال عن ذل))ك ف))إن للم))اء ت))أثير امتصاص))ي ق))وي على ه))ذا النطاق. وبما أن اإلشارة الراديوية ال تستطيع أن تخترق الجلد البشري وأنها آمنة للن))اس، ف))إن بالمس))تطاع اس))تخدامها في الكش))ف الط))بي مث))ل الكش))ف عن

الجلدية. األمراضاالستبانة الطيفية(4)

يحتوي نطاق التيراهيرتز على معلومات طيفي))ة واف))رة بم))ا في ذل))ك المعلوم))ات الجزيئ))ات العض))وية، الفيزيائي))ة والكيميائي))ة. وللعدي))د من الجزيئ))ات، والس))يما

خصائص قوي)ة للتش))تت واالمتص))اص في ه))ذا النط))اق. وع))بر دراس))ة الخص))ائص

األشعةالسيني

ITU-R SM.2352-07التقرير

النطاق المذكور يمكن لنا فهم الخصائص الهيكلية لها، وتحديد الطيفية للمادة فيتركيبها، وتحليل خصائصها الفيزيائية والكيميائية.

االستبانة المكانية العالية(5) باس))تبانة مكاني))ة أفض))ل نس))بيا من نط))اق الموج))ةGHz 275 ف))وقيتمت))ع النط))اق

الص)غرية. ومن الناحي))ة النظري)ة، وبس)بب ط)ول الموج)ة األقص))ر، ف)إن اس)تبانةتصوير هذا النطاق أعلى من استبانة الموجة الصغرية.

قصر طول الموجة واالتجاهية الجيدة(6) بالمقارنة مع الموجة الصغرية فإن التردد أعلى وهو ما يمكن أن يستخدم كحامل

وحدة من الزمن. وبفضل قصر طول اتصاالت لنقل قدر أكبر من المعلومات في الموج)))ة واالتجاهي)))ة الجي)))دة ف)))إن النط)))اق واع)))د ج)))دا لالس)))تعمال في بعض

الالسلكية. سيناريوهات تطبيقات االتصاالتالتطبيقات المعتادة للتيراهيرتز3.2

مع تزايد البحوث المتعلقة بموجة التيراهيرتز فإن خصائصها المرموقة تتضح أكثر ت))زال تس))تخدم أساس))ا للمراقب))ة ف))أكثر. وفي ال))وقت ال))راهن ف))إن الموج))ة م))ا

الفلكية، ولكن مع قدوم مص)ادر إش)عاع تيراهيرتزي)ة عالي))ة الق)درة ف)إن النط)اق يظهر آفاقا واسعة ممكن))ة في المزي))د من التطبيق))ات. والتطبيق))اتGHz 275 فوق

المعتادة الممكنة هي على النحو التالي:التطبيق في علم الفلك(1)

يحتوي اإلشعاع السماوي والق)ائم بين النج)وم معلوم)ات طيفي)ة واف)رة، والكث)ير الضوض))اء الخلفي))ة. وله)ذا  م))ع ق)در أق))ل كث))يرا منGHz 275 منها في النطاق فوق

ج))اءت أنش))طة البحث والتط))وير بش))أن النط))اق الم))ذكور من علم الفل))ك من))ذ البدايات األولى. وإلى ج))انب تلس))كوب األش))عة تحت الحم))راء، وتلس))كوب هاب))ل الفض))ائي، فق))د تم اخ))تراع التلس))كوب الرادي))وي التيراه))يرتزي لدراس))ة الحال))ة الفيزيائية المعق))دة للس))حاب م))ا بين النج))وم في المج))رة، بم))ا في ذل))ك أض))خم

العالم. تلسكوب لمنطقة األشعة تحت الحمراء البعيدة فيالتطبيق في كشف الجزيئات(2)

ثم))ة حرك))ة لك))ل الم))واد، ورغم أن األش))ياء تب))دو س))اكنة ف))إن لتركيبه))ا الجزي))ئي ال))داخلي حرك))ة س)ريعة، وطالم))ا هن))اك حرك))ة فهن))اك إش))عاع. ويمتل)ك اإلش)عاع الكهرمغنطيسي تردده المتذبذب الخاص أو طول موجته الذي يطل))ق علي))ه اس))م "طي))ف البص))مة". ومعظم "بص))مات" الجزيئ))ات هي في نط))اق األش))عة تحت

، ويمكن اس))تخدام ل))يزر أش))باه الموص))التGHz 275الحم))راء والنط))اق ف))وق اإلشعاع الذي تسببه ذبذبات الجزيئات الصغيرة ال))تي يتع))ذر التيراهيرتزي لكشف

على األشعة تحت الحمراء كشفها.التطبيق في التفتيش األمني(3)

بم)))ا أن الغالبي)))ة العظمى من المس)))تويات الدوراني)))ة الجزيئي)))ة للمتفج)))رات، والمخدرات، هي في المنطقة التيراهيرتزية فإن بمقدور القياس الطيفي لنط))اق التيراه))يرتز أن يج))ري عملي))ات تف))تيش مأمون))ة للجس))م البش))ري بحث))ا عن المتفجرات، والمخ)درات، والجزيئ)ات الض)خمة البيولوجي))ة، واألس)لحة، والبض))ائع المحظورة األخرى. وعلى خالف التكنولوجي))ا القائم))ة لألش))عة الس))ينية والتص))وير

الصوتية، فإن بمقدور القي))اس الطيفي والتص))وير ال توف))ير ش)كل بالموجات فوق الشيء فحسب، بل ومقارنة المعلومات الطيفي))ة المقيس))ة م))ع المكتب))ة القائم))ة للطي))ف التيراه))يرتزي الخط))ر لتحدي))د خص))ائص الم))ادة. وإلى ج))انب ذل))ك، وم))ع الطاقة المنخفضة للغاية، فإن الموج))ة لن تنتج تأين))ا ض))ارا باألنس))جة البيولوجي))ة. ول))ذلك، ومقارن))ة م))ع أوج))ه قص))ور األش))عة الس))ينية ال))تي يمكن أن تلح))ق األذى

ITU-R SM.2352-0التقرير 8

على كواش))فها المعدني))ة الكش))ف عن الم))واد غ))ير بالجس))م البش))ري ويتع))ذراألمني. التفتيش المعدنية، فإن للتكنولوجيا التيراهيرتزية آفاق تطبيق جيدة في

التطبيق في الطب البيولوجي(4) يمكن للجزيئ))ات القطبي))ة مث))ل الم))اء أو األوكس))جين أن تمتص بس))هولة األش))عة

امتص))اص متب))اين. وع))بر ، وللجزيئ))ات المختلف))ة طي))فGHz 275 الراديوي))ة ف))وق استخدام هذه الخطوط الطيفية وتكنولوجيا التصوير فإن باإلمكان إجراء تشخيص لآلفات المبكرة الناجمة عن س))رطان الجل))د واألنس))جة الس))طحية األخ))رى. وفي

الغالب للكشف العمليات الجراحية فإن نظام التصوير التيراهيرتزي يستخدم في عن استئصال السرطان في الوقت الفعلي، ويمكن لهذه الطريقة أن تنتج ص))ورا لألنسجة الناعمة أشد وضوحا من التصوير ف))ائق الص))وت. وفض))ال عن ذل))ك ف))إن

-THz) بمقدورنا استخدام نظام القياس الطيفي التيراهيرتيزي في النطاق الزمنيTDSالجزيئ))ات الض))خمة البيولوجي))ة ال))تي يق))ع مس))توى طاق))ة الذبذب))ة ( لدراس))ة

اإلرش))اد توف))ير الجزيئية أو المستويات الدورانية فيها في منطقة التيراه))يرتز، ثمإلنتاج العقاقير والبحوث الطبية.

التطبيق في ميدان االتصاالت الالسلكية(5) في الموق))ع االنتق))الي من البص))ريات إلى اإللكتروني))ات،GHz 275 يقع النطاق فوق

ويتمتع على حد سواء بخصائص اتصاالت الموجة الصغرية والموج))ة الض))وئية إلى جانب طبيعته الذاتية. وقبل كل شيء، ومع التطور الس))ريع في االتص))االت، ف))إن االتصاالت التقليدية للموجة الصغرية تواجه صعوبة في تلبية متطلب))ات االتص))االت

المع))دل حين أن))ه بس))بب الالس))لكية عريض))ة النط))اق ذات الس))رعة العالي))ة، في العالي إلرسال البيانات وعرض نطاق الطيف الواسع، فإن هذا النط))اق يمكن أن يغدو قوة محتملة لالتصاالت الالسلكية المستقبلية. ومن جهة أخرى فإن للموج))ة الض))وئية ت))وهين إرس))ال ض))خم في الغب))ار، والج))دران، والم))واد البالس))تيكية،

المعدنية أو المواد غير القطبية. وبمقدور النط))اق والمالبس، والمواد األخرى غير أن يخ))ترق ه))ذه الم))واد بت))وهين منخفض، مم))ا يجعل))ه ق))ادرا علىGHz 275 ف))وق

االختراق بشكل جيد في بيئة قاسية. على أن له)ذا النط)اق نقائص)ه أيض)ا، وأش)د هذه النقائص فتكا أن باستطاعة الجزيئات القطبية امتصاصه بسهولة في الغالف

س))يما في األي))ام الج))وي، ول))ذلك ف))إن توهين))ه في ه))ذا الغالف ق))وي نس))بيا، وال الخصائص أن باإلمكان أساسا اس))تخدام النط))اق الم))ذكور هذه المطيرة. وقررت

في االتصاالت الكوكبية المس))تقبلية، واالتص))االت المتنقل))ة األرض))ية ذات النط))اق العريض والمدى القصير، وفي البيئات القاسية مثل المناخ))ات الجاف))ة أو العابق))ة

المعركة. أرض في بالدخان أو

ITU-R SM.2352-09التقرير

التطبيق في الرادار(6) تتمتع تطبيقات الموجة التيراهيرتزية في ميادين الرادار، والتعرف على األه))داف، والشعيالت والموجهات الدقيقة، بآف))اق محتمل))ة. وباالس))تفادة من مزاي))ا الموج))ة التيراهيرتزية مثل التوجيهية الجيدة وتركيز الطاقة فإن بإمكاننا أن نصنع رادارات عالية االستبانة ورادارات تتبع ذات زاوية ارتفاع منخفضة. وبفض))ل التص))وير ع))بر

ال))دخان. في الم))واد ف))إن بمق))دورنا كش))ف األش))ياء المخب))أة تحت األغطي))ة أو وباالستناد إلى ميزة اختراق الغبار والدخان فإنه يمكن إنت))اج نظ))ام مالحي لكاف))ة األجواء، ويغدو عندها باإلمكان توجيه الطائرات عند هبوطها في الض))باب. وتعت))بر موجة التيراهيرتز ذات نطاق ع))ريض بالمقارن))ة م))ع نطاق))ات الموج))ات األخ))رى، وهك))ذا ف))إن له))ا م))دى ت))رددات أوس))ع بالمقارن))ة م))ع نط))اق التكنولوجي))ا الخفي))ة المس))تخدمة ه))ذه األي))ام، بحيث يمكن لل))رادار ذي النط))اق ف))ائق الع))رض ال))ذي يس))تخدم الموج))ة التيراهيرتزي))ة كمص))در لإلش))عاع أن يلتق))ط ص))ورة الط))ائرات

الخفية.

معلومات تنظيمية3 من لوائح الراديو للتحديد لالستخدام من ج))انب اإلدارات565.5 تم تعديل الرقم

لتطبيقات الخدمات المنفعل))ة مث))ل خدم))ة الفل))ك الرادي))وي، وخدم))ة استكش))اف-WRC األرض الساتلية )المنفعلة(، وخدمة األبحاث الفضائية )المنفعلة( في مؤتمر

(:2012 من لوائح الراديو )طبعة عام 565.5 . ويعرض أدناه الرقم12GHz 3 000-275

التوزيع على الخدمات3اإلقليم 2اإلقليم 1اإلقليم

565.5)غير موزع( 3 000-275

الس))تعمالGHz 1 000-275الم))دى   نطاق))ات ال))تردد التالي))ة فيتح))دد565.5اإلدارات ألغراض تطبيقات الخدمات المنفعلة:

الراديوي- الفلك و GHz 442-426و GHz 424-388و GHz 371-327و GHz 323-275: خدمة GHz 510-453 وGHz 711-623 وGHz 909-795 وGHz 945-926؛

خدمة استكش))اف األرض الس))اتلية )المنفعل))ة( وخدم))ة األبح))اث الفض))ائية-و GHz 392-369و GHz 365-361و GHz 356-313و GHz 306-296و GHz 286-275 )المنفعلة(:

GHz 399-397 وGHz 411-409 وGHz 434-416 وGHz 467-439 وGHz 502-477 وGHz 527-523 وGHz -GHz 754و GHz 733-729و GHz 718-713و GHz 692-657و GHz 654-634و GHz 630-611و 581-538

GHz 928-905و GHz 882-866و GHz 862-857و GHz 854-850و GHz 846-823و GHz 776-771و 750.GHz 990-985و GHz 973-968و GHz 956-951و

من جانب الخ))دمات المنفعل))ة دون GHz 1 000-275وال يحول استعمال المدى استعمال هذا المدى من جانب الخ))دمات النش)يطة. وتحث اإلدارات ال)تي ت)رغب

ألغراض تطبيقات الخدمات النش))يطةGHz 1 000-275المدى  إتاحة الترددات في في على اتخ))اذ ك))ل الت))دابير الممكن))ة عملي))ا لحماي))ة ه))ذه الخ))دمات المنفعل))ة من

الم))دى التداخالت الض))ارة، إلى حين وض))ع ج))دول توزيع))ات نطاق))ات ال))تردد في المذكور أعاله. GHz 1 000-275 الترددي

ويج))وز للخ))دمات النش))يطة والمنفعل))ة على الس))واء أن تس))تخدم جمي))ع     GHz 3 000-1 000.(WRC-12)المدى  الترددات في

ITU-R SM.2352-0التقرير 10

االتصاالت الالسلكية التيراهيرتزية4 هناك ع))دد من أنش))طة البح))وث على أنظم))ة االتص))االت الالس))لكية ذات النط))اق

البحوث إلى التوص))ل. وترمي بعضGHz 275 العريض الفائق في نطاق التردد فوق إلى أنظمة اتصاالت السلكية فائقة السرعة ذات س))طوح بيني))ة م))ع اإلث))رنت ذات

.Gbit/s-100 وGbit/s-40 معدل إرسال يبلغ ونتيجة مقدرة اإلرسال العالي القدرة وفقد االنتشار الواس))ع لوص))الت االتص))االت ال))تي تس))تخدم تكنولوجي))ات التيراه))يرتز ف))إن بمق))دور ه))ذه الوص))الت أن تعم))ل بوصفها وصالت نفاذ الميل األخير. وقد قامت منظم))ات البحث والتط))وير بع))رض

.GHz 275 العديد من االختبارات باستخدام تردد فوقحالة االستخدام المحتمل ألنظمة االتصاالت التيراهيرتزية1.4

عند دراسة حاالت استخدام االتصاالت التيراهيرتزية فإنه ينبغي النظر في النقاطالمحددة التالية:

استخدم عرض نطاق التردد فائق العرض.•احتمال تصاغر الهوائي والجهاز.• االتجاهية العالية والفقد الواسع لالنتشار في الفضاء الح))ر )ط))ول الموج))ة•

، ومع أن فقد االنتشار في الفضاء الحر يعادلGHz 60  من نطاق5/1أقل من مرة أو أكثر، فإنه يعوض بخصائص هوائي الكسب العالي(.25

تطوير تكنولوجيا تصنيع مث))ل م))ا يتعل))ق بالمذب))ذبات، ومض))خمات الق))درة،•وهوائيات توجيه الحزمة.

اتصاالت الجوار الفائق بين الرقاقات ولوحات الدارات1.1.4 حالة استخدام اتصاالت الج))وار الف))ائق بين الرقاق))ات ولوح))ات1يعرض الشكل

الدارات. ومن المنتظر أن يؤدي الوصل الالسلكي لألجزاء ولوح))ات ال))دارات إلىإلغاء األسالك ومصاغرة الطبقات التحتية واألجهزة.

المتطلب))ات المعت))ادة لحال))ة االس))تخدام ه))ذه. وتلخص ه))ذه1وي))بين الج))دول المتطلب))ات ب)أن مس))افات االتص))االت عن))د تنفي))ذ ال)دارات المتكامل))ة و/أو ترقي))د الطبقات التحتية للدارات المتكاملة المنفذة في الغالف ذاته ستتراوح بين بض))عة

السنتيمترات. مليمترات وبضعة عشرات منGbit/s وفيما يتعلق بسرعة اإلرسال فقد حددت سرعة ق)درها من أج))ل المنف))ذ10

PCIExpress بالنسبة للمنف))ذ ، أماUSB3.1 التسلسلي العام فق))د تم تنمي))ط س))رعة4.0 Gbit/sنقل لطبقة وصالت البيانات عند 32 = GB/s االتجاه(، وباإلض))افة إلى  )ثنائية4

وهو ما يصل فيGB/s 256 = 64 × GB/s 4 (2 Tbps)ذلك فقد جرى تحديد ما يصل إلى ممرا. 64مجموعه إلى

وفي حين أن من غير الضروري على الدوام مس))اندة اتص))االت تتج))اوز الت))يرابت ل))وائح ال))دارات ال))تي تس))تخدم في الثانية فإنه مع االتصاالت بين الرقاق))ات وبين

االتصاالت التيراهيرتزية فإن األمر س))يتطلب إرس))ال بس))رعة فائق))ة تتج))اوز علىالجيغابت/ثانية. األقل بضعة عشرات من

وفيما يتصل ببيئة االنتشار فإن من الضروري دراسة اتصاالت خط البص))ر وخ))ارج خط البصر كنموذج جوار أو جوار فائق في األغلف)ة وال)ذي يف)ترض غالف)ا مع)دنيا

مترافقا مع موج))ات عاكس))ة قوي))ة. ومن الض))روري النظ))ر في ت))أثير المس))يرات الج))وار الف))ائق، والمس))يرات المتع))ددة ع))بر المتع))ددة بين األجه))زة المرتب))ة في

الج)))دران الداخلي)))ة لغالف الجه)))از من خالل اخ)))تراق الموج)))ات التيراهيرتزي)))ةالتحتية. للطبقات

ITU-R SM.2352-011التقرير

2الشكل استخدام اتصاالت الجوار الفائق بين الرقاقات ولوحات الدارات

1الجدول المتطلبات المعتادة

بضعة مليمترات إلى بضعة سنتيمترات )جوار فائقمسافة االتصاالتإلى جوار(

بضعة عشرات من الجيغابت/ثانيةسرعة البيانات جوار فائق في الغالف ونموذج الجوار )خطبيئة االنتشار

البصر/خارج خط البصر( معدل الخطأ المطلوب في

البتات10-9

مزامنــة المحتويــات مــع الســحاب عــبر اتصــاالت المــدى2.1.4القريب حالة استخدام لمزامنة المحتوي))ات م))ع الس))حاب ع))بر اتص))االت3يعرض الشكل

الم)دى الق)ريب. وق))د ش)هدت الخ))دمات ال)تي تس)تخدم الس)حاب م)ؤخرا زي)ادة س))ريعة، إلى ج))انب خ))دمات التنس))يق بين الهوات))ف الذكي))ة المتزاي))دة بس))رعة

والسحاب. وتندرج خدمة التخزين السحابي ض))من الخ))دمات الس))حابية ال))تي تت))ولى تخ))زين

ش))بكة دون أن يك))ون الص))ور واللقط))ات الفيديوي))ة على ه))اتف المس))تخدم ع))بر المستخدم واعيا بعملية المزامنة ه))ذه. على أن االتص))االت الرزمي))ة المس))تخدمة

طوي)ل األم)د ال)تي تس)تعملها الهوات)ف الذكي)ة في ألنظمة الجيل الثالث والتطور المزامن)))ة المتك)))ررة للمحتوي)))ات في الس)))حاب دون وعي المس)))تخدم ب)))ذلك،

زيادات غير منتظرة في استهالك البطاريات. إلى تؤدي وتفترض حالة االستخدام هذه أنه باإلضافة إلى وظيفة شحن ال))دارات المتكامل))ة عند بوابات البطاقات المؤتمتة في محطات القطارات فإن بمقدور المستخدمين امتالك أجهزة ذكية مجهزة بوظيفة االتصاالت التيراهيرتزي))ة. وعن))د عب))ورك بواب))ة

طريقك إلى المكتب أو المدرسة فإن مزامن))ة بطاقات في محطة للقطارات في المحتويات في الوقت نفسه من خالل االتص))االت التيراهيرتزي))ة س))يؤدي إلى كبح

البطاريات. استهالك المتطلبات المعت))ادة لح))االت االس))تخدام ه))ذه. وم))ع أن مس))افة2ويوضح الجدول

االتصاالت أقل من بضعة سنتيمترات فإنه لمزامن))ة حجم بيان))ات أو محت))وى فع))ال خالل برهة وجيزة تقل عن ثانية واح)دة ف)إن من المحب)ذ جع)ل س)رعة االتص)االت

اتصاالت الجوار الفائقبيم لوحات الدارات

اتصاالت الجوارالفائق بين الرقاقات

ITU-R SM.2352-0التقرير 12

الغاية، وباإلضافة إلى سرعة االتصاالت، فإن من الضروري يمكن. ولهذه أسرع ما أيضا تطوير نظام لالستيقان واالنتساب يتيح أن يكون الوقت الالزم إلرس))اء وص))لة االتصاالت قص)يرا ج)دا. ومن جه)ة أخ)رى، وح)تى ل)و ك)ان بالمس)تطاع أن تتج)اوز

Gbit/s سرعة اتصاالت المدى القريب التيراهيرتزية فإن من الض))روري التحق))ق100 مما إذا كانت سرعة قراءة وكتابة التخزين، التي يفترض أن تكون الهواتف الذكي))ة

حاالت االستخدام هذه مجهزة بها، تتواف)ق م)ع مث)ل ه)ذا اإلرس)ال المستعملة في عالي السرعة. وكمثال واحد على ذلك فإن س))رعة ق))راءة وكتاب))ة أق))راص الحال))ة

.Mbytes/s 500 (Gbit/s 4)( التي يقال إنها األسرع في العالم حاليا هي نحو SSD) الصلبة كما أن من المفترض أن بيئة االنتشار ستكون نموذج جوار بين األجه))زة وه))و م))ا ينطبق فقط على خط البصر. وتدعو الحاجة إلى دراسة ما إذا كانت االنعكاس))ات

متعددة المسيرات بين األجهزة في الجوار ستؤثر على نقل البيانات.3الشكل

حالة استخدام مزامنة المحتوى مع السحاب من خالل اتصاالت المدى القريب

2الجدول المتطلبات المعتادة

ما يصل إلى بضعة سنتيمترات )جوار(مسافة االتصاالت – بضعة عشرات الجيغابتات/ثانيةGbit/s 4سرعة البيانات

نموذج الجوار بين األجهزة )خط البصر(بيئة االنتشار معدل الخطأ المطلوب في

البتات10-12

االتصاالت الالسلكية بين المخدمات داخل مركز للبيانات3.1.4 حال))ة اس))تخدام االتص))االت التيراهيرتزي))ة بين المخ))دمات داخ))ل4 يعرض الشكل

مركز للبيان))ات. وق))د ش))هدت الف))ترة األخ))يرة تزاي))دا س))ريعا في الخ))دمات ال))تي تستخدم السحاب مما أدى إلى التعجيل بوتيرة بناء مراكز البيانات. وبصفة عام))ة

رفوف المخدمات المجه))زة بمخ))دمات مختلف))ة بم))ا يمكن العثور على العديد من في ذلك التخ))زين والمب))دالت المتع))ددة في مراك))ز البيان))ات، ومن المحب))ذ جع))لاألسالك بين المخدمات ضمن رفوف الخدمات والربط بين الرفوف غير سلكي.

المتطلبات المعتادة لحالة االس))تخدام ه))ذه. وت))تراوح مس))افات3 ويوضح الجدول االتص))االت بين بض))عة س))نتيمترات، ب))افتراض ت))رتيب التوص))يل بين المخ))دمات

عموديا ضمن رفوف المخدمات، وبضعة أمتار بافتراض التوصيل بين الرفوف. وفيما يتص))ل ببيئ))ة االنتش))ار ف))إن من الض)روري النظ))ر في ك))ل من خ)ط البص))ر وخارج خط البصر وهو ما يف))ترض نموذج))ا مكتبي))ا تس))تخدم في))ه م))واد بن))اء ذات نفاذية منخفضة نسبية )انعكاسية عالية(، ولكن إذا تصورنا حالة خاص))ة يس))تعاض فيها عن رف المخدم الموضوع بالقرب من سطح الجدار والتوصيالت الكبلية بين

اتصاالت المدى القريب )أقل

من بضعةسنتيمترات(

مزامنةالمحتوى/تحميل/ت

نزيلمركز بيانات)مزود خدمات سحابية(

عقدة شبكةمع وظيفة تخزين مؤقت

ITU-R SM.2352-013التقرير

األل))واح بوص))لة اتص))االت تيراهيرتزي))ة فإن))ه يمكن تط))بيق نم))وذج ذي ش))عاعينالخلفية. األلواح بين

4الشكل االتصاالت الالسلكية بين المخدمات داخل مركز للبيانات

3الجدول المتطلبات المعتادة

)جوار(- بضعة أمتاربضعة سنتيمتراتمسافة االتصاالت بضعة عشرات الجيغابتات/ثانية – بضعة مئاتسرعة البيانات

الجيغابتات نموذج مكتبي/نموذج الموجتين )خط البصر/خارجبيئة االنتشار

خط البصر( معدل الخطأ المطلوب في

البتات10-12

التوصيل الالسلكي المباشر/غير المباشر4.1.4 إن الوصلة المباشرة هي توصيلة بين محطة قاعدة وعنصر شبكة أش))د مركزي))ة، أما الوصلة غ))ير المباش))رة فهي وص))لة بين م))راقب المع))دات الراديوي))ة لمحط))ة قاعدة ورأس راديوي بعيد )وحدة الراديو(. وقد تؤدي المزيد من التط))ورات مث))ل

(CoMPاإلرس))ال التع))اوني متع))دد النق))اط ) النشر الواسع للخاليا الصغيرة، وتنفي))ذ ( إلى زي))ادة مع))دالت البيان))اتC-RANو/أو ش))بكات النف))اذ الرادي))وي الس))حابي )

المطلوبة للتوصيل غير المباشر أو التوصيل المباش))ر أو لكليهم))ا. وينبغي اإلدراك بأن هذه الوصالت التي تستخدم وصالت الس))لكية ق))د تك))ون جذاب))ة في الح))االت

التي ال تتوافر فيها وصالت ليفية. وفي بعض الحاالت التي تدعو فيها الحاجة إلى عدة عشرات من الجيغابتات ف))إن

البي))ان العملي الموص))وف في نطاق التردد التيراهيرتزي قد يبدو حال جذابا. وفيGbit/s فقد تم تحقيق معدل بيانات ق))دره 1المرجع على امت))داد مس))افة وص))لة24 .km 1قدرها

4الجدول المتطلبات المعتادة

km 1 إلى m 500مسافة االتصاالت

Gbit/s 100ما يصل إلى سرعة البيانات

خارج المبانيبيئة االنتشار

وصلة السلكية تيراهيرتزية بين المخدمات

ITU-R SM.2352-0التقرير 14

معدل الخطأ المطلوب فيالبتات

غير متوافر

(THz WLANالشبكة المحلية الالسلكية التيراهيرتزية )5.1.4 (. وم))ع تط))ورWLAN حال))ة ش))بكة محلي))ة الس))لكية تيراهيرتزي))ة )5يع))رض الش))كل

تكنولوجيا االتصاالت الالسلكية فإن الشبكات المحلية الالسلكية تضطلع بدور أش))د أهمي))ة في الحي))اة البش))رية، فهي تح))رر الن))اس من قي))ود األس))الك. وفي ال))وقت الحاضر، وعلى غرار اإلنترنت وشبكات االتصاالت المتنقلة، فإن الشبكات المحلي))ة الالسلكية قد أضحت وسيلة هامة إلرسال المعلومات وهي مستخدمة على نط))اق

المطارات، والمكاتب، والمطاعم، والمنازل، وما إليه))ا. والقيم))ة األس))ية واسع في وهو ما يزيد عن الموجة الصغرية، ويمكن لمع))دل بيانات))ه4-1لتردد التيراهيرتز هي

. وبالنظر إلى خصائص السرعة العالية، والنطاق العريض، والهيكلGbit/s 10أن يبلغ المدمج، والحجم الصغير، وانخفاض الضرر اإلشعاعي، ومقاومة الشبكات المحلي))ة الالس))لكية التيراهيرتزي))ة الش))ديدة للت))داخل، ف))إن بالمس))تطاع اس))تخدامها في تطبيقات مدنية وعس)كرية، مث)ل الهوات)ف الفيديوي)ة عالي)ة الج)ودة، والم)ؤتمرات

الفيديوية، واأللعاب الثالثية األبعاد الحقيقية، وما إلى ذلك.5الشكل

حالة استخدام شبكة محلية السلكية تيراهيرتزية

ITU-R SM.2352-015التقرير

5الجدول

المتطلبات المعتادةبضعة عشرات من األمتارمسافة االتصاالت

بضعة ميغابتات/ثانية إلى بضع عشرات منسرعة البياناتالميغابتات/ثانية

مكاتب، مطارات، مطاعمبيئة االنتشار معدل الخطأ المطلوب في

البتات6-10×1≥

تكنولوجيات المستقبالت التيراهيرتزية2.4 الـدارات المتكاملـة للموجـات يسـتخدم GHz 300مسـتقبل 1.2.4

(MMIC) الصغرية األحادية مخططا إجماليا للهيك))ل الع))ام لوح))دة مرس))ل. وق))د تم ت))ركيب6يعرض الشكل

ل، ومضاعف في حزمة معدنية لدليل هوائي بوقي قطري، ومضخم قدرة، ومشك المتول))د عن المذب))ذب المحليGHz 75 الموجة. ويقوم المضاعف بمض))اعفة ناق))ل

. ولتق)ييم وح)دة اإلرس)ال يتم تش)كيل نظ)امGHz 20 ويتم تزويد المشكل بإشارات تقييم بتركيب وحدة مرسل للقيام ب))التقييم. وتت))ألف وح))دة المرس))ل من ه))وائي

.Schottky ح))اجز ثن))ائي( ووحدة دلي))ل موج)ة مجه))زة بص)مامdBi 24بوقي معياري )Gbit/s بس))رعة ASK  طيفا مقيسا إلشارة التشكيل7ويبين الشكل 20 (GHz 300)عن))د

مط))راف خ))رج مض))خم الق))درة. ول))وحظت إش))ارة تش))كيل عن))د ت))ردد مرك))زي من طيف خرج المشكل، على النحو المعروض في الش))كلGHz 20-/+GHz 300 قدره

8.

مرسل ومستقبل

ITU-R SM.2352-0التقرير 16

6الشكل مخطط إجمالي لوحدة المرسل

7الشكل لوحدة المرسلGbit/s 20مخطط عين إلشارة

الحزمة المعدنية لدليلالموجة الهوائي البوقي

وحدة اإلرسال

مض خمقدر

مضاع مشكل

ITU-R SM.2352-017التقرير

8الشكل طيف خرج مضاعف القدرة

حيث يع))رض مرس))ل اتس))اعMMICنهجا آخ))ر باس))تخدام تقني))ة 1ويطرح المرجع . كم))ا أن خص))ائص المرس))لGHz 240 النط))اق رباعي ذي توافقية فرعية يعمل في

ف))إنGHz 275. ومع أن التردد الحامل مع هذا الح))ل يق))ل عن 1مدرجة في المرجع المعلومات تعطي بعض التلميحات عن خصائص المرسل المستجيب ال))ذي يمكن

التيراهيرتز. توقع أن يكون في المدى األدنى لتردد وق))ادر علىGHz 237,5  نظام اتصاالت السلكي يعمل في النط))اق2ويعرض المرجع

Gbit/s توفير معدل بيانات قدره m  على امت))داد مس))افة تبل)غ100 . وفي حين أن))ه20 على ج))انب المس))تقبل ف))إن التكنولوجي))ا ذاته))ا تس))تخدم على النح))و الموص))وف

ض))وئي ثنائي يتم تطبيق نهج ضوئي على المرسل باستعمال صمام1 المرجع في حامل مرتحل واحد والذي يتم بعد ذلك بث الخ))رج من))ه باس))تخدام ه))وائي مرك))ز

للحزمة. يســتخدم صــمام ثنــائي نفقيGHz 300مرســل مســتقبل 2.2.4

(RTDرنيني ) ( ال))ذيRTDإن المذبذب هو ما يطلق عليه اسم الصمام الثن))ائي النفقي الرني))ني )

يتذبذب بفولطية انحياز مناسبة للتيار المستمر. وعبر تغي))ير فولطي))ة االنحي))از يتم على أنه))ا تش))غيل وإيق))اف رهن))ا باتس))اع فولطي))ة GHz 300تشكيل اإلشارة الناقلة

االنحي))از. وبالنس))بة للمس))تقبل يس))تخدم مس))تقبل كش))ف مباش))ر على النح))وGbit/s . وك))))ان مع))))دل البت))))ات األقص))))ى هو9الش))))كل المع))))روض في 1,5

تكنولوجيات الص))مامات الثنائي))ة مح))ل إرس))ال إش))ارات التلفزي))ون ع))الي وحلت الوضوح غير المضغوطة. وق))د ج))رت البرهن))ة أيض))ا على أن بالمس))تطاع تش))غيل الصمام النفقي الرنيني ككاشف ذي حساسية عالي))ة. وتمت البرهن))ة ك))ذلك على

Gbit/sإرسال خال من األخطاء بسرعة باس))تخدام مض))اعف ت))رددGHz 625 عن))د 2,5 للمرسل.

(GHz)التردد

(dB)الشدة النسبية عرض نطاق

( = MHz 2االستبانة RBW(

ITU-R SM.2352-0التقرير 18

9الشكل

مخطط إجمالي لوصلة السلكية باستخدام تكنولوجيات الصمامات الثنائية

المستندة إلى المعيـارTHz-0,34الشبكة المحلية الالسلكية 3.2.4IEEE802.11

المنف))ذة بط))رقTHz-0,34 مخط))ط الش))بكة المحلي))ة الالس))لكية 10يع))رض الش))كل المستندة إلى تكنولوجيا إلكترونياتTHz-0,34 مرسل مستقبل لالتصاالت الالسلكية

أش))باه موص))الت الحال))ة الص))لبة وعلى جه))از ش))بكة محلي))ة الس))لكية يرتك))ز إلى-THzالشبكة المحلي))ة الالس))لكية . ويمكن أن تصل بيانات سرعة IEEE802.11 المعيار

Mbit/s إلى 0,34 m  على مدى6,536 .6-10 ويقل فيه))ا مع))دل الخط))أ في البت))ات عن 50 وترسى طبقة التحكم بنفاذ الوسيط والطبقة المادية الجزئية عبر وحدة الس))لكية

Mbit/s بس))رعة GHz 4,2 تعم))ل عن))د IEEE802.11 تجاري))ة للمعي))ار . ويمكن تحري))ك150 GHz 16,8 باس))تخدام م))ازج. ويتم تلقي إش))ارة الحام))ل GHz 16,8 إلى GHz 2,4 الحامل

THz-0,34للش))بكة المحلي)))ة الالس))لكية من ج))انب ط))رف المرس))ل المس))تقبل . وإذا م))ا تلقى ط))رفTHz 0,34 يطل))ق اله))وائي إش))ارة ، ثمTHz 0,34 إلى وتح))رك

GHz 2,4  إش))ارة فإن))ه يحوله))ا إلى إش))ارة أدنى تبل))غTHz 0,34المرسل المس))تقبل ل) .IEEE802.11 ويرسلها إلى جهاز السلكي باالستناد إلى المعيار

تردد النطاقاألساسي

ITU-R SM.2352-019التقرير

10الشكل

THz-0,34مخطط عقدة الشبكة المحلية الالسلكية

، وال))ذي يت))ألفTHz-0,34  الجانب األم))امي من مرس))ل مس))تقبل11ويعرض الشكل ، وسلس))لة مزدوج))ةTHz-0,34 ت))وافقي ، وم))ازجTHz-0,34 من مرش))ح ذي تجوي))ف

وح))دة  أهمTHz-0,34 الت))وافقي ودارة انحي))از تغذي))ة. ويعت))بر الم))ازج THz-0,17 التردد الج))انب األم))امي من المرس))ل المس))تقبل؛ ويس))تند مب))دأ عمل))ه على ت))أثير في

(. وت))وفرI-V) الت))وازي  مض))ادschottky الفولطي))ة-التي))ار غ))ير الخطي لص))مام ثن))ائي إشارة ذبذب))ة للم))ازج8 ذات الهيكل التوافقي THz-0,17 السلسلة المزدوجة التردد

، ومض))خمQ، الذي يتألف من مض))اعف م))زدوج ال))تردد للنط))اق THz-0,34 التوافقي ، وم))وهنW م))زدوج ال)تردد للنط)اق ، ومضاعفQ، ومقسم قوة للنطاق Qللنطاق

،G، ومضاعف مزدوج التردد للنط))اق W، ومضخم للنطاق Wقابل للتعديل للنطاق وم))ا إلى ذل))ك. كم))ا أن))ه يتض))من دارة مض))اعفة مزدوج))ة ال))تردد بثالث درج))ات

ومضخم تحريك بدرجتين.11الشكل

THz-0,34الجانب األمامي من شبكة محلية السلكية

المستقبل

ITU-R SM.2352-0التقرير 20

االستشعار والتصوير5 تمتلك الموجات التيراهيرتزي)ة نفاذي)ة م)واد معتدل)ة واس)تبانة مكاني)ة جي)دة، إلى جانب خصائص فريدة ال تتمتع بها نطاقات التردد الكهرمغنطيس))ية األخ))رى، مث))ل بصمة طيف الكواشف، وتمييز الحمض الن))ووي ذي الطاق))ة الواح))دة والط))اقتين، وفرق امتصاص الماء والجليد، والحساسية تجاه شوائب أشباه الموصالت؛ وفضال عن ذلك فإن الموجات التيراهيرتزية آمنة أيض))ا بالنس))بة للجس))م البش))ري. وبن))اء على هذه الوقائع فإن من المنتظر نشوء طائفة واسعة من تطبيقات االستش))عار

والتصوير.أسلوب توليد التيراهيرتز1.5

العالقة بين أساليب توليد التيراهيرتز وتكنولوجياتها.6يجمل الجدول

ITU-R SM.2352-021التقرير

6الجدول أساليب توليد التيراهيرتز وتكنولوجياتها

الوظيفةالمادةتكنولوجيا التوليدطريقة التوليد إثارة ضوئية ذات

نبضة فائقة القصر نظام القياسLT-GaAsهوائي موصل للضوء

الطيفي التيراهيرتزي في النطاق الزمني

THz-TDS عملية في ظل درجة

حرارة الغرفة توليد التردد التفاضليبصريات غير خطية

المعلميGaAs، GaP، GaSe، ZGP،

PPLN،BD-GaAs، OP-GaAs

طول موجة متغاير عملية في ظل درجة

حرارة الغرفةموصل ضوئيمزج الحزم

UTC-PDLT-GaAs

InP/InGaAs عملية في ظل درجة

حرارة الغرفة ،QCLGaAs/AlGaAsالليزر

InGaAs-AlInAs/InPعرض خط ضيق

عملية في ظل درجةية حرارة قر

إلكترونيات الحالةالصلبة

Gunn، IMPATT، RTDشبه موصل مركب

GaAs، InP، SiAlAs/GaInAs/AlAs

HBT، HEMT، mHEMT، pHENT

طول موجة ثابت عملية في ظل درجة

حرارة الغرفة

طول موجة متغايرBWO، Gyrotronأنبوب إلكتروني عملية في ظل درجة

حرارة الغرفة

اإلثارة الضوئية ذات النبضة فائقة القصر(1) يعتبر هذا األسلوب األكثر شيوعا في الوقت الحاضر للتوليد النبض))ي للتيراه))يرتز.

(،PCA(، وه))وائي موص))ل للض))وء )NLC) وعبر اإلثارة الض))وئية للبل))ور غ))ير الخطي وأشباه الموصالت، والموصالت الفائقة، وما إليها، وباس))تخدام ل))يزر نبض))ي ف))ائق القصر تبلغ مدته نحو فيمتوثانية، فإن بالمستطاع إح))داث تش))كيالت تي))ار موص))لة

تولي))د نبض))ة للضوء تقل مدتها عن بيكوثانية ضمن أش))باه الموص))الت، وباإلمك))ان بص))رية تيراهيرتزي))ة عريض))ة النط))اق باس))تخدام اس))تقطاب غ))ير خطي ث))انوي

رنان. ويستعمل هذا األسلوب على نطاق واس))ع يستعمل وسيطا غير خطي وغير.(THz-TDSالقياس الطيفي التيراهيرتزي في النطاق الزمني )في نظام

( بالمقارن))ة م))عS/N نس))بة عالي))ة لإلش))ارة إلى الضوض))اء )نس))بة THz-TDS ولنظ))ام مقياس طيف األشعة تحت الحمراء البعيدة لتحويل فورييه الذي يستخدم مص))در ضوء حراري تقليدي، وهو يطبق في قياس الطيف التيراه))يرتزي والتص))وير، وم))ا إلى ذلك. ورغم أنه يتعين اختيار الهيكل، والتركيب البللوري، وطول موجة اإلثارة

الموصالت، الليزرية على التوالي من أجل هيكل الهوائي الموصل للضوء، وأشباه والبللور غير الخطي، فإنه نتيجة اإلنجازات األخ))يرة في مي))دان تكنولوجي))ا الل))يزر

اس))تعمال مض))خم متج))دد لتولي))د ض))وء النبضي ذات النبضة فائقة القص))ر، وع))بر بنبض))ة عالي))ة الق))وة كض))وء إث))ارة، ف))إن بالمس))تطاع اس))تخالص ق))وة حق))ل

عالية. كهربائيالبصريات غير الخطية(2)

.(DFG) يتوزع هذا األسلوب إلى صنفين هما التوليد المعلمي وتوليد التردد التفاض))لي ويشتمل التوليد المعلمي على تحويل طول الموجة من خالل البوالريتونات الفونونية

ITU-R SM.2352-0التقرير 22

. وه)و يتض)من ط)ول موج)ة قاب)ل للتولي)فLiNbO3 ضمن البللورات غير الخطية مثل ظل درجة حرارة الغرفة، وبالمستطاع مصاغرة حجم مصدر الض))وء من وعملية في

الحجم المكتبي إلى حجم اليد إلى جانب مصاغرة ليزرات اإلثارة. وق))د أمكن م))ؤخراkWاس))تخالص نبض))ة تيراهيرتزي))ة بق))وة ذروي))ة تتج))اوز ، وه))و م))ا يش))ابه القيم1

.(FEL) اإللكترونات الحرة المستخلصة باستخدام الليزر ذي ( ه))و تولي))د ت))ردد تفاض))ليDFGومن جه))ة أخ))رى ف))إن تولي))د ال))تردد التفاض))لي )

باستخدام ت))أثير بص))ري غ))ير خطي ث))انوي لبلل))ورات غ))ير خطي))ة. وفي الس))نوات ،BNA وDASTاألخيرة أفادت التقارير عن أساليب تولي)د ب)البللورات العض))وية مث))ل

ومن حيث ق))وة التولي))د فق))د أبل))غ عن خ))رج ميلي))واط باس))تخدام تولي))د ال))ترددالتفاضلي داخل التجاويف.

المزج الضوئي(3) من خالل حقن ضوء ليزري مزدوج طول الموجة في جهاز موصل ضوئي أو ص))مام

تفاض))لي بص))ري باس))تخدام ت))ردد ثنائي ض))وئي يتم تولي))د موج))ة تيراهيرتزي))ة وهي التحويل الكهرضوئي عبر المزج الضوئي. وبالنس))بة للص))مام الثن))ائي الض))وئي فإن))ه

بفضل الص))مام الثن))ائي الض))وئي الحام))لTHz 1 يمكن توليد ضوء تيراهيرتزي يتجاوز الذي يمتلك خصائص السرعة العالية والخرج العالي.(UTC-PDالمرتحل الواحد )

الليزر(4) هيكال متطبق))ا م))ع م))واد أش))باه الموص))الت(QCLيمتل))ك الل))يزر الش))اللي الكمي )

الرتفاعات حواجز طاقة مختلفة في الثخانة النانومترية، ويحقق التذبذب الل))يزري عبر االنتقال بين النطاقات الفرعية. ومع أنه، من حيث المبدأ، فإن ذلك سيشكل عرضا خطيا ضيقا للغاية فإنه عمليا يقتصر على العمليات منخفضة الحرارة )تبل))غ

(. على أن ق))وةK 200 درج))ة ح))رارة العم))ل القص))وى من خالل التحري))ك النبض))ي ضخمة نسبيا.THz 1الخرج عند تردد يتجاوز

إلكترونيات الحالة الصلبة(5) ج))رى تقلي))ديا تط))وير ه))ذه اإللكتروني))ات ك))أجهزة للموج))ة الص))غرية أو الموج))ة المليمترية. وتس))تخدم ص))مامات غ))ان الثنائي))ة االنتق))ال بين األودي))ة حيث إن له))ا نطاق))ات توص))يل ذات كت))ل فعال))ة مختلف))ة، وتعت))بر الص))مامات الثنائي))ة لل))وقت

( والصمامات الثنائية للوقت االنتقاليIMPATT) االنتقالي االنهيارية وذات تأين األثر ( ص))مامات ثنائي))ة لل))وقت االنتق))الي تخل))ق مج))االتTNNETT) ذات الحقن النفقي

حقلية عالية تنتقل فيها اإللكترونات. وتتألف الصمامات النفقية الرنينية من هيكل حاجز مزدوج مع غط))اء رقي))ق ش))به موصل، وتحقق المقاومة السالبة التفاضلية باستخدام ظاهرة األنفاق التي تحدث

)ولو أن الخرج صغير(.THz 1هناك، وتستطيع استخالص ذبذبة أساسية تتجاوز وكجه))از عملي ش))به موص))ل وع))الي ال))تردد مس))تخدم حالي))ا في المذب))ذبات،

(MMICوالمضخمات، بل وحتى الدارة المتكامل))ة األحادي))ة ذات الموج))ة الص))غرية ) )ترانزيستور ثنائي األقطاب ومتباين أشباه الموص))الت(HBT فإن هناك ترانزيستور

)تزانزيستور التنقلية العاليةHEMTالذي يستخدم أشباه نواقل مركبة، وترانزيستور الخص))ائص المادي))ة  ذوInP لإللكترونات(. وفي حين أن من المنتظر أن يعمل النوع

مثل االنتقالية العالية لإللكترونات بشكل أسرع، فإن هناك تقارير عن أجهزة تعمل)pHEMT الجيغ)اهيرتزات، باس)تخدام تكنولوجي)ات مث)ل بما يتجاوز بضع مئ)ات من

HEMTكاذب( و mHEMT( HEMTالتي تسعى إلى سرعات )أكبر.  انسالخياألنبوب اإللكتروني(6)

( من خالل تفاع))لBWO)تتولد الموجة التيراهيرتزية بفعل مذبذب موجات عكسية دارة الموجات البطيئة واإللكترونات؛ وعبر إشعاع سميث-بورسيل من خالل تأثير سميث-بورسيل الذي يحدث عندما تمر اإللكترونات فوق مشبك انع))راج مع))دني؛

ITU-R SM.2352-023التقرير

وبفع))ل الج))يروترون ع))بر عم))ل م))يزر رنين س))يكلوتروني يش))مل تغي))يرات كتل))ة اإللكترونات نتيجة الت))أثير النس))بي. وفي حين أن الخ))رج كب))ير عموم))ا ف))إن حجم

الغالف ضخم بدوره.الكاميرات التيراهيرتزية2.5

فيما يلي االتجاهات في محساس الص))فيف التيراه))يرتزي ثن))ائي األبع))اد المس))تند الم))برد من ن))وع إلى تكنولوجي))ا محس))اس ص))فيف األش))عة تحت الحم))راء غ))ير

البولومتر. صورة لكاميرا أشعة تحت الحمراء مجهزة بمحس))اس ص))فيف12ويعرض الشكل

، وبع))د فاص))ل240X320 أشعة تحت الحمراء ثنائي األبعاد مع عدد للبيكس))يالت يبل))غµmبينه))ا ق))دره .THz 3,1 عن))د الحقن بل))يزر ش))اللي كمي ذي ت))ردد ق))دره 23,5

البيكسيالت في هذه الحالة طبق))ة امتص))اص تيراهيرتزي))ة إض))افية، وع))بر ولهيكل  377 تعديل مقاومة صفيحة الغطاء الرقي))ق من المعاوق))ة المفرغ))ة ال))تي تقاب))ل

)أ((.13 تتحس))ن بمق))دار خان))ة واح))دة )الش))كل THz 3فإن الحساس))ية عن))د نح))و وفضال عن ذلك فإن محساس الص))فيف التيراه))يرتزي ذا ع))رض النط))اق الض))يق

)ب( ق))د تم تط))ويره ألغ))راض تحس))ين الحساس))ية13المع))روض في الش))كل بمق))دار م))رتين إض))افيتين إلى أرب))ع م))رات إض))افية عن))د بعض أط))وال الموج))ات

فحسب. )الق))در)ة الض)وض))ائي)ة المكافئ))ة(NEP  اعتم))اد ط))و)ل م)وج))ة)14 ويظه))ر الش))كل

لمحاسي)س الصفيف الت)يراهي)رتزي ذات) عرض النطاق الع))ريض وع))رض) النط))اق الض)))يق ذاته)))ا. وكم)))ا يتض)))ح من) النظ)))ر إلى خص)))ائص محس)))اس الص)))فيف

م)س))طحةNEP يب))دي خص))ائص التي)راه))يرتزي) ذي ع))رض النط))اق الع))ريض فإن))ه) تبدأNEP ، لكن) قيمةµm 200 إلى أقل قلي)ال من µm 3عمو)ما م)ن ط)ول مو)جة قدره

µm بالتدهور) فو)ق منظرا خارجيا ومواص))فات6 والجدول 15. ويعرض الشكل 200 لكاميرا تيراهيرتزية بحجم الكف مجه))زة بأح))د ن))وعي محاس))يس الص))فيف، وه))و محس)))اس الص)))فيف التيراه)))يرتزي ذو ع)))رض النط)))اق الع)))ريض. وباس)))تخدام السليكون عالي المعاوقة كمادة للعدسات التيراهيرتزي))ة يتش))كل غط))اء ب))يريلين كطالء غير عاكس على السيلكون. كما يج))ري تث))بيت مرش))ح م))انع لألش))عة تحت

µmالحمراء )مرشح شبكي معدني يسمح بإرسال أطوال موج))ات تزي))د عن نح))و الك))اميرا من حاس))وب ( أم))ام العدس))ات التيراهيرتزي))ة. ويمكن التحكم به))ذه30

USBباستخدام سطح بيني وبمق))دورها أيض))ا تس))جيل بيان))ات الص))ور الرقمي))ة2.0 الحاسوب. في

ITU-R SM.2352-0التقرير 24

)ب(12الشكل )أ(12الشكل محساس صفيف تيراهيرتزي عريض

النطاق محساس صفيف تيراهيرتزي ضيق

النطاق

13الشكل مخطط إشعاع ليزر شاللي كمي لمحساس صفيف تيراهيرتزي مع عدد

للبيكسيالتµm 23,5 ، وبعد فاصل بينها قدرهX 240 320يبلغ

اإلشعاع التيراهيرتزي طبقة االمتصاص

التيراهيرتزيةطبقة التخميل غشاء

أفاريز

اإلشعاع التيراهيرتزي

طبقة االمتصاصλ/ 2: فجوةالتيراهيرتزية

تجويف

طبقة موصلةكهربائيا

طبقة االنعكاس طبقة االنعكاس

طبقة مانعةلالنعكاس

غطاء رقيق من نوعالبولومتر

Siغطاء

بيكسل

اإلشارة

ITU-R SM.2352-025التقرير

14 الشكل لمحساس صفيف(NEP) المكافئةالضوضائيةالقدرة اعتماد طول موجة

تيراهيرتزي

15 الشكل

منظر خارجي لكاميرا تيراهيرتزية

7الجدول

مواصفات الكاميرا التيراهيرتزيةنوع البولومتراألسلوب

320 240عدد البيكسالت: نسق الصفيفµm 23,5البعد الفاصل بين البيكسالت:

11 15نحو مجال الرؤية لمسافة بؤرة التركيز(mm 28)عند التجهيز بعدسات

Hz 30معدل الترتيل

USB2.0بيانات الصور الرقمية: الخرجBNCاإلشارة المتزامنة:

Hz 15اإلشارة المتزامنة: وظيفة التصوير الثابت ، 7,5 Hz ، 3,75 Hz ، 1,875 Hz

النوع عريض النطاق نسبةالنوع ضيق النطاق

اإلشارة إلى

)الضوضاء

طول الموجة)مكرومتر(

ITU-R SM.2352-0التقرير 26

(TTL: +V5)خرج إدماج الترتيلوظيفة معالجة اإلشارات

مرشح مكاني )بدون العدسات والمرشح(g 550نحو الوزن

قياس الطيف3.5 مقي))اس التقلي))دي لطي)ف األش)عة تحتيمكن تصنيف أنظمة قياس الطيف إلى ال

نظام القياس الطيفي التيراهيرتزي في النط))اق(، وFTIRالحمراء لتحويل فورييه ) (. ويعتبر نظام مارتن-ب))وبليت ال))ذي يش))كل امت))دادا للتكنولوجي))اTHz-TDS)الزمني

. وتق))وم أنظم)ة القي))اس الطيفي))ةFTIRالتقليدية تحت الحمراء مثاال على مقي))اس لكنس ط))ول الموج))ة باس))تخدام أنب))وب موج))ة انعكاس))ية لتغي))ير ط))ول الموج))ة مباش))رة في الموج))ة التيراهيرتزي))ة، وأس))اليب ال))تردد التفاض))لي ال))تي تس))تعمل ليزرين بطولي موجة متغايرين. على أن هناك مسائل مثارة تتعلق بم))دى التغ))اير

ودقة طول الموجة.1.3.5THz-TDS( ــيرتزي في ــاس الطيفي التيراهـ ــام القيـ نظـ

النطاق الزمني( شهد العقد الماضي تطوير أداة جديدة قوية للقياس في ميدان التيراهيرتز أطلق

. ويتم تولي))د وقي))اس أش))كال أم))واج كهربائي))ة لنبض))ة إش))عاعTHz-TDS عليها اس))م تيراهيرتزية أحادية الدورة من خالل الكشف المبوب بنبضة ليزرية قصيرة لقياس

. وفي الع))ادة ف))إن نبض))ة اإلش))عاع(NIR) الطي))ف باألش))عة تحت الحم))راء القريب))ة GHz 100 التيراهيرتزية أحادية الدورة تحتوي على مجموعة واسعة من الطي))ف بين

. ويزداد اإلقبال على هذا األسلوب في تشخيص المواد.THz 10و للطيـــف )باألشـــعة تحت الحمـــراء لتحويـــلFTIRقيـــاس 2.3.5

فورييه( . وفيGHz 275للعديد من المواد ما يسمى بأطياف البصمة في مدى ال))تردد ف))وق

منذ ستينات القرنGHz 1 000 الحقيقة فقد استخدم مدى التردد فوق ما يقرب من الماض))ي، وتم بالفع))ل تط))وير بعض المنتج))ات التجاري))ة. ويغطي النظ))ام نط))اق

مدى األشعة تحت الحمراء المتوسطة. وفي نطاق األشعة تحت التردد كامال حتى الحم))راء المتوس))طة تعتم))د األطي))اف على الس))لوك م))ا بين الجزيئ))ات، وتت))وافر مكتب))ات طيفي))ة عن جمي))ع الم))واد الكيميائي))ة المعياري))ة. وهك))ذا ف))إن بمق))دور الكيميائيين استخدام نظام تجاري كأداة شائعة لتحديد المواد غير المعروفة. وفي منطقة األش)عة دون الحم)راء البعي))دة، أو نط))اق ت)ردد التيراه)يرتز، ف)إن أطي))اف

الجزيئ))ات، وامتص))اص الفون))ون، والرواب))ط بين البصمة تعتم))د على الس))لوك م))ا الهيدروجينية، أو ظروف الجزيئات المماثل))ة. وعلى خالف األش))عة تحت الحم))راء

المتوسطة فليس هناك من مكتبة طيفية تجارية.تحليل المواد3.3.5

. ويس))تخدم قي))اسTHz-TDS يتم تحليل الخصائص الصلبة والسائلة باستخدام نظام خصائص االنكسار الم))زدوج للم))ادة في استقطاب نطاق التيراهيرتز، مثال، لتقييم

كل نطاق. وباستعمال هذا النوع من وظيفة التقييم فقد بدأ أيضا تس))ويق أجه))زة لتحليل المتجازئات البص))رية البوليمري))ة. ومن جه))ة أخ))رى، وعلى ال))رغم من أن األم))واج التيراهيرتزي))ة معرض))ة ج))دا لالمتص))اص من ج))انب الم))اء، فق))د أض))حى باإلمكان قياس عينات محتوية على الماء، وهو أمر كان يعتبر صعبا تقليديا، وذلك

( في ال))تردداتATRباستخدام مقياس طي))ف االنعك))اس الكلي الم))وهن )أس))لوب التيراهيرتزية.

ITU-R SM.2352-027التقرير

ومع هذا األسلوب، وبم))ا أن بالمس))تطاع اس))تخالص خص))ائص العين))ة دون اخ))تراق الم))اء، ف))إن من الممكن أيض))ا كش))ف الخالي)ا ض))من س)ائل االس))تنبات باس)تخدام

، ومن المتوق)))ع اآلن أن يش)))كل ذل)))ك أس)))لوبا فع)))اال للتطبيق)))اتATR أس)))لوبالبيولوجية. التكنولوجيا التيراهيرتزية في

االختبار غير التدميري4.5تطبيقات المنتجات الصناعية1.4.5

ما يزال الطلب على التصوير التيراهيرتزي في المنتجات والمواد الصناعية يتسم بجذور راسخة للغاية. ويرجع ذلك إلى أن بالمستطاع فحس))ب اس))تخدام األم))واج الراديوية إلى النطاقات التيراهيرتزية، أو اإلش)عاع مث))ل األش)عة الس)ينية، للرؤي)ة

الضوء الم))رئي. ومن بين ه))ذه األس))اليب ف))إن مناول))ة عبر األجسام المعتمة في اإلشعاع المؤين، مثل األشعة السينية، يترافق م))ع مخ))اطر وعوائ))ق، في حين أن لألمواج الراديوية إلى النطاقات التيراهيرتزية طاق))ة منخفض))ة ككم))وم وهي غ))ير متأين))ة، كم))ا أن األش))عة الس))ينية محفوف))ة بالمش))كالت عموم))ا من حيث كش))ف العناص))ر الخفيف))ة مث))ل الكرب))ون. ومن بين األم))واج الراديوي))ة إلى النطاق))ات التيراهيرتزية، بالمقارنة مع األمواج الصغرية على سبيل المثال والتي تمتلك، من حيث المبدأ، أطوال موجات طويلة واس))تبانة تص))ويرية رديئ))ة )اس))تبانة مكاني))ة(، فإن لألمواج المليمترية إلى األمواج التيراهيرتزية التي تحق))ق االس))تبانة المكاني))ة

التصوير. في حدود الميلمتر أو أقل فائدة أعظم بكثير للتطبيق في وفي المنتج))ات الص))ناعية ف))إن الم))واد غ))ير المعدني))ة ال))تي ترس))ل موج))ات تيراهيرتزية كثيرة جدا في حياتنا اليومي))ة. ومن بين أب))رز ه))ذه المنتج))ات م))ا ه))و مصنوع من البالستيك، والفينيل، والورق، بينما هناك منتجات أخرى مص))نوعة من الس)يراميك والمط)اط وتمتل)ك وظ))ائف مختلف)ة وله)ا في الغ))الب قيم)ة مض)افة عالي))ة. وكأمثل))ة على ذل))ك فهن))اك المكون))ات الطبي))ة ال))تي تس))تخدم مقاوم))ة

المطاط. وتستعمل هذه المنتجات على نطاق واس))ع السيراميك للحرارة ومرونة في مجالي الطاق))ة والطب، وثم))ة حاج))ة ش))ديدة إليه))ا للكش))ف عن الجس))يمات

على األق))ل، وت))دعوµm 1-10الغريب))ة. وكث))يرا م))ا يص))ل حجم االختالالت إلى نح))و الضوضاء. الحاجة إلى السرعة وإلى معدل عال لإلشارة إلى

THzوتعت))بر تكنولوجي))ا التص))وير المقطعي المحوس))ب التيراه))يرتزي ) CT)واع))دة االختبارات غير التدميري))ة ال))تي باعتبارها التكنولوجيا التصويرية التيراهيرتزية في

تتعذر إدارته))ا باس))تخدام األش))عة الس)ينية. وبمق))دور األم))واج التيراهيرتزي))ة ال)تي تس))تطيع اس))تخالص معلوم))ات مطيافي))ة أن تكش))ف عن العي))وب، وك))ذلك عن المعلومات المتعلقة بنوع هذه العيوب، وهي تجتذب االنتب))اه باعتباره))ا تكنولوجي))ا يمكن أن تأتي بقيمة مضافة جديدة إلى التحليل. وتشمل العيوب التي تحتاج إلى كشف الجسيمات الغريبة، وكذلك عدم اس)تواء الغط)اء الرقي)ق، وعي)وب الطالء،

وما إلى ذلك. ويصل عمق الدقة المرغوب عموم))ا إلى بض))عة مكروم))ترات، ولكن عن))د معاين))ة الطبقات التحتية ألشباه الموصالت وما إليها فإن هناك حاالت يتطلب فيه))ا األم))ر

ن))انومترات. مئ))ات من الخصائص كهربائية لثخانة الغطاء الرقيق تق))ل عن بض))عة ومع أنه كان من المعتقد أن قي))اس مث))ل ه))ذا الغط))اء الرقي))ق ص))عب باس))تخدام األمواج التيراهيرتزية فإنه بفضل اإلنجازات األخيرة في تطوير التكنولوجيات فقد

ممكنا. بدأ ذلك يبدوالتطبيقات البيولوجية والطبية2.4.5

هن))اك طائف))ة واس))عة من تطبيق))ات المعاين))ة الس))ريرية ه))ذه األي))ام ت))تراوح بين معاينات أمراض نوعية الحياة إلى معاينات الواسمات الس))رطانية، إذا م))ا أدرجن))ا تطبيقات األبحاث. ومن بين المبادئ األساسية الستشعار البروتينيات المس))تهدفة

ITU-R SM.2352-0التقرير 28

وما إليها في الجسم الحي ف)إن هن)اك الكث))ير المنم)ذج وفق)ا آللي)ة التع)رف علىالكائنات الحية مثل تفاعل المستضدات-األضداد.

على أنه ليدرك اإلنسان وجود/غياب هذا التعرف فإن األمر يقتضي مستوى أعلى من المعالجة. وعلى سبيل المثال ففي أسلوب كشف المحفزات ال)ذي يس)تعمل طريقة معاينة يطل))ق عليه))ا اس))م المقايس))ة المناعي))ة اإلنزيمي))ة، يتم تث))بيت ض))د ملتقط يرتبط تحديدا بالمحفز إلى الطبقة التحتية، وبعد التفاعل مع عينة، يكشف عن وجود/غياب هذا المحف))ز باس)تخدام ض))د الكش))ف أو واس))م الكش))ف. وبه))ذه الطريقة تستخدم التف))اعالت متع))ددة المراح))ل لإلش))ارة إلى نت))ائج االختب))ار ع))بر اللون أو التألق. وقد صممت مث))ل ه))ذه الواس))مات كي تنتج بش))كل كفء الل))ون عبر أدنى تفاعل م))ع الطبق))ة التحتي))ة، وفي قياس))ات اللمع))ان الكيمي))ائي تتحق))ق حساس))ية كش))ف في ح))دود ال))بيكوغرام. على أن للمعاين))ات متع))ددة المراح))ل مسائل كتطلبها للعديد من المواد الكاشفة ولوقت طويل للمعاينة، باإلض))افة إلى

زيادة عوامل الخطأ عبر العملية المتعددة المراحل. عن إمكاني))ة2000 وفي ظل هذه الظروف فقد أفاد فري))ق بح))وث ألم))اني ع))ام

القيام بالكشف دون حاجة إلى واسمات باستخدام األمواج التيراهيرتزية. وأظه))ر ه)))ؤالء الب)))احثون في تج)))اربهم أن هن)))اك ف)))وارق في دلي)))ل انكس)))ار النط)))اق

الطاقة الواحدة والطاقتين. وبع))د الحمض النووي ذي التيراهيرتزي واإلنفاذية في ذلك اقترح فريق بحوث في الواليات المتحدة أسلوبا للكشف عن رب))ط األفي))دين

. ويع))نيTHz-TDSخالل تأخر الطور في شكل الموجة الزمنية لنظ))ام  والبيوتين من استخدام الواس))مات، وذل))ك ذلك أن من الممكن كشف وجود/غياب الربط، دون

النطاقات من التغيرات في مؤشر االنكسار وامتصاص البوليمرات البيولوجية في الياب))ان، وباس))تخدام نظ))ام قي))اس تص))ويري يت))ألف من ل))يزر التيراهيرتزية. وفي

ت خط من مركبات الجزيئ))ات الص))غيرة على شاللي كمي وكاميرا تيراهيرتزية، ثب مرش))ح غش))ائي، وتم بنج))اح الكش))ف عن البروتين))ات ال))تي ترتب))ط به))ا تحدي))دا

صيغة صور، مما يؤك))د أن بالمس))تطاع الكش))ف عن الم))واد البيولوجي))ة مث))ل فيالواسمات. البروتينات بسرعة، وسهولة، وبطريقة خالية من

ومن جهة أخرى هناك مس))ألة حساس))ية الكش))ف كموض))وع مهم من موض))وعات تطوير التكنولوجيا. وتندرج حساسية المعاينة المطلوبة للمعاين))ات الس))ريرية في مدى الميليغرام إلى البيكوغرام، وتمس الحاج))ة على وج))ه خ))اص إلى حساس))ية المعاين)))ة في الم)))دى من الن)))انوغرام إلى ال)))بيكوغرام في المعاين)))ات عديم)))ة الواسمات. ومن األمثلة على تطبيقات المعاينة التي تتطلب مثل هذه الحساسية الصغيرة يمكن طرح تطبيق التشخيص التنبؤي بشأن األمراض المتعلقة بالمناع))ة

الذاتية الناجمة عن األضداد الذاتية في الدم. وبصفة عامة فإن الحماية من غزو البكتيريا والفيروسات من الخارج يح))دث ع))بر التفاعل المناعي ضمن الجسم. على أنه بالنس))بة ألم))راض المناع))ة الذاتي))ة ف))إن المواد المنخرطة في المناعة ضمن الجسم تهاجم الجس))م. وعلى س))بيل المث))ال

، تم اكتش)اف أض)داد ذاتي))ة تس)تهدف ثالث)ة1 النم)ط فإنه في مرض السكري من المرض))ى  من70-90% أنواع من البروتين))ات البنكرياس))ية، ومن المع))روف أن ل))دى

واحدا على األقل من هذه األضداد الذاتية. وباإلضافة إلى ذلك فقد ج))رت دراس))ة العالقة بين هذه األضداد الذاتية الثالثة ووقوعه))ا، وك))انت هن))اك عالق)ات واض))حة. ولذلك فإنه من خالل إجراء معاينات أولية لمعرفة ما إذا كانت هناك أضداد ذاتي))ة

الجسم يمكن توقع بدء المرض، وبالمستطاع استخدامها في الوقاية. أم ال ضمن ومن المحبذ إجراء مثل هذه المعاين))ات من أج))ل الفح))وص الص))حية، ومن المهم تطوير تكنولوجيا للمعاينة تك))ون س))هلة، وس))ريعة، ورخيص))ة. وعن))د التط))بيق في الفحوص الصحية فإن من األفضل أن يكون باإلمكان توقع مختلف األم))راض ع)بر

المش))ار إلي))ه هن))ا1يتعل))ق بم))رض الس))كري من الص))نف  فيم))ا معاينة واحدة، ال فحس))ب. وبعب))ارة أخ))رى فإن))ه إلج))راء معاين))ات في وقت واح))د ع))بر مفاعل))ة

الذاتية ألمراض مختلفة مثبتة في رقاقة معاينة منف))ردة م))ع كمي))اتالمستضدات

ITU-R SM.2352-029التقرير

صغيرة من األضداد الذاتية المكتش))فة في ال))دم المس))حوب، ف))إن األم))ر يقتض))ي تكنولوجيا قادرة على القيام بالمعاينات عديم))ة الواس))مات والكش))ف عن الم))واد

البيكوغرام. حدود البيولوجية بمقادير في فقد كان من المتوقع أن تتمتع عق))اقيرFuji-Keizai ووفقا الستقصاء قامت به شركة

االختبار الخاصة بالمعاينات المصلية المناعي))ة التقليدي))ة، بم))ا في ذل))ك المعاين))ات ملي))ار ين157,2 المستندة إلى تفاعل المستضدات-األض)داد، بس)وق محلي))ة بقيم)ة

. وتمثل ه))ذه2013 مليار ين في السنة المالية 168 و2008 خالل السنة المالية من س)وق العق)اقير، وتش)كل أعلى المع)دالت. وم))ع40%السوق نس)بة تزي)د عن

ظهور تكنولوجيا المعاينة عالي))ة الدق))ة وعديم))ة الواس)مات ف)إن من المنتظ))ر أنالسوقي. توسيع الحجم تدخل هذه األسواق وأن تسهم في

ومن ناحية أخرى فإن من المفترض وجود مث))ل ه))ذه االحتياج))ات إلى المعاين))ات عديمة الواسمات ومواد التقفي في سياقات مختلفة، وستكون تأثيراته))ا الجانبي))ة عظيمة. ويشمل ذل))ك المي))دان األم))ني في معاين))ة الغ))ازات الخط))رة، واألس))لحة البكتريولوجية، والمتفجرات؛ ومعاينة الفيروس))ات المعدي))ة مث))ل أن))واع اإلنفل))ونزا الجدي))دة حيث يس))ود القل))ق من ح))دوث جائح))ات؛ ومعاين))ة العناص))ر ال))نزرة

البيئة، ومبيدات اآلفات المتبقية في المنتجات الزراعية، والمض))ادات الحيوي))ة فيالمتبقية في الحيوانات الزراعية.

ولذلك فإن من المهم الس))عي إلى التط))وير المبك))ر لتكنولوجي))ا المعاين))ة عديم))ة الواسمات كبنية تحتية، والبحوث المتعلقة بانتقائية م))واد المعاين))ة المس))تندة إلى هذه التكنولوجيا، وأنشطة البحث والتطوير للنهوض بحساسية الكش))ف. ومن بين تكنولوجي))ات تحس))ين حساس))ية كش))ف الموج))ات التيراهيرتزي))ة هن))اك وس))يلة تستخدم شبكة معدنية كمحس))اس، وق))د أدت إلى تكنولوجي))ات تمكن من كش))ف

حدود نانوغرام/مم. البروتينات في وبدمج تكنولوجيا الكشف عديم الواسمات لمواد التقفي بتكنولوجيا التصوير ف))إن م))دى أوج))ه االس))تخدام سيواص))ل التوس))ع. وع))ل وج))ه الخص))وص فس))يغدو بالمس))تطاع إج))راء معاين))ة ش))املة للبروتين))ات ال))تي ترتب))ط تحدي))دا بص))فيفات الجزيئات الصغيرة وصفيفات السلسلة السكرية، وستض))حي تكنولوجي))ا يمكن أن تتوسع إلى ميدان الكشف عن المخدرات. وفض))ال عن ذل))ك ف))إن الكش))ف ع))ديم الواسمات باستخدام تكنولوجيا الموجات التيراهيرتزية سيوضح وجود البروتين))ات التي أغفلت ح))تى اآلن بس))بب تع))ذر وس))مها، ومن المتوق))ع أن تص))بح تكنولوجي))ا

فحص قوية في بحوث علوم الحياة.

ــة الدوليــة6 ــمن المنظم ــطة المرتبطــة بــالتيراهيرتز ض األنشللتوحيد القياسي

IEEE  أنشأت فرقة المهام2008في عام IG مجموعة االهتمام التيراهيرتزي))ة )802.15 THzالمق)))ام األول على االتص)))االت (. وينص)))ب ترك)))يز ه)))ذه المجموع)))ة في

التيراهيرتزي))ة وتطبيق))ات الش))بكات المتعلق))ة به))ا العامل))ة في نط))اق ال))ترددات . وستشمل تطبيقات االتص))االت التيراهيرتزي))ة ه))ذهGHz 3 000-275التيراهيرتزية بين

م))ا يلي: اتص))االت الس))لكية )داخ))ل المب))اني وخارجه))ا( من مك))ون إلى مك))ون، إلى لو)حة،) و)آلة إلى آلة)، وإنس))ان إلى آل))ة)، وإنس))ان إلى إنس))ان. و)تغطي ولوحة)

تطبيقات االتصاالت التي)راهيرتزي))ة) فئ))ات مت)ع))ددة ذات) م)تطلب))ات) م)تباين))ة. وعلى نح))و م))ا ه))و مت)ص))و)ر ف))إن االتص))االت الت)يراهي)رتزي))ة) ستس))تخدم إجم))اال أس))اليب التشكيل الالسلكي ذات التع)قي)د المحدود، و)أنظمة الهو)ائي))ات ش))ام)لة) االتجاه))ات و/أو) االتجاهي))))ة)، وس))))تو)فر ع))))ادة مع))))دالت عالي))))ة ج))))دا لنق))))ل الب)يان))))ات

Gbit/s مض))اعفات) في Gbit/s ، وح))تى10 ، للتك))افؤ م))ع ق))درات األلي))اف البص))رية100 المستقبلية. ويمكن لألنظمة الالسلكية التيراهيرتزية أن تس))اند مس))افات إرس))ال تتراوح بين القصيرة جدا )بضعة سنتيمترات أو أقل( والمس))افات الطويل))ة نس))بيا

تصل إلى عدة مئات من األمتار. التي

ITU-R SM.2352-0التقرير 30

وانص)ب ترك))يز مجموع)ة االهتم)ام التيراهيرتزي)ة على مس)ائل الطي))ف، ونمذج)ة القنوات، ورصد تطور التكنولوجيا. ومع تطوير تكنولوجيات مرسلة مستقبلة أك))ثر

خط))وة إلى األم))ام على طري))ق تط))وير802.15 نضجا فقد خطت فرقة المه))ام به))دف تحدي))د م))دى2013دراس))ات في يولي))و  لجن))ة معيار جديد من خالل تش))كيل

)G 100 صالحية معيار بشأن Gbit/s من نقط))ةGbit/s 100/40  على وصالت السلكية100 إلى نقطة وبحزمة قابلة للتبديل(.

.3d بإنش))اء فرق))ة المه))ام 2014وأنج))زت لجن))ة الدراس))ات عمله))ا في م))ارس IEEEواس))تنادا إلى 802.15.3cس))تعد فرق))ة المه))ام تع))ديال يح))دد الطبق))ة المادي))ة

IEEEالالسلكية من نقط))ة إلى نقط))ة القابل))ة للتب))ديل بش))أن المعي))ار Std. 802.15.3 أو أكثرGbit/s 100العاملة في معدالت بيانات طبقة مادية في مدى يصل عادة إلى

مع حلول احتياطية بمعدالت بيانات أدنى إذا اقتضى األمر ذلك. ويج))ري التش))غيل إلى االتصاالت الالس))لكية البص))رية ض))منا في م))دياتGHz 60في النطاقات من

قصيرة تبلغ بضعة سنتيمترات فحسب وحتى عدة مئات من األمتار. (MACوباإلضافة إلى ذلك تم تحديد تع))ديالت على طبق))ة التحكم بنف))اذ الوس))يط )

الالزمة لدعم هذه الطبقة المادية الجديدة. وتش))مل التطبيق))ات الممكن))ة الباعث))ة على االهتمام مراكز البيانات الالسلكية، وتنزيل األكشاك، واالتص))االت الالس))لكية

التوصيل الالسلكي المباشر/غير المباشر. ضمن األجهزة، و ومع أن الترك))يز األولي لمجموع)ة االهتم)ام التيراهرتزي)ة ك))ان على م))دى ال)تردد

مفتوحا لنطاقات أخ))رى  سيظل3d  فإن مدى التردد في فرقة المهامGHz 275فوق . وهك))ذا ف))إن ط))ول(FSO)  وبص))ريات الفض))اء الح))رGHz 60 مثل النظر في النطاق

الموجة المهمة بالنسبة للطبقة المادية ستكون الموجة المليمترية أو األقص))ر منذلك.

وتشمل المسائل األساسية في عملية وضع التعديل تعيين نطاقات ت))ردد مح))ددة . أما المس)ائل األساس)ية في اختي)ار نطاق)ات ال)تردد المناس)بة فهيGHz 275فوق

 GHz إلى GHz 100خصائص التوهين الناجم عن الغازات الجوية في مدى التردد من توهين رني))ني مح))دد بفع))ل األوكس))جين وبخ))ار الم))اء. ويتم ببس))اطة . وهناك1 000

تقدير النطاق المج))اور المهم لالتص))االت التيراهيرتزي))ة بتف))ادي خط))وط الت))وهين م))دى ال)ترددات المناس)ب وع)رض النط)اق8الرنيني المقابل)ة. ويجم)ل الج)دول

المجاور.8الجدول

مدى التردد المناسب وعرض النطاق المجاورمدى التردد

(GHz) عرض النطاق

المجاور(GHz)

الخسارة اإلضافية بالتوهينالرنيني

(km/dB)320-200120 >10320-27545 >10360-33525 >10370-27595 >100445-38065 >100525-45570 >100725-625100 >100910-780130 >100

وإلى جانب مراعاة خصائص التوهين فإن مسألة نضج التكنولوجي))ا تض))طلع ب))دور مهم. وباالستناد إلى البيانات العملية الختبارات اإلرسال وإلى مشروعات البحوث

ITU-R SM.2352-031التقرير

ه))و اله))دفGHz 325 وGHz 275الجارية فإن من المحتمل أن يكون نطاق التردد بين .802.15.3d فرقة المهامضمن

ومن المنتظر إصدار دع))وة إلى تق))ديم المقترح))ات في النص))ف الث))اني من ع))ام . وب))التوازي2017 ع))ام  موجهة نحو إنج))از المعي))ار في النص))ف األول من2015

ف))إن مجموع))ة االهتم))ام التيراهيرتزي))ة تواص))ل نش))اطها في رص))د التط))ورات التكنولوجية المهمة لحاالت االستخدام األخرى غ))ير الح))االت ال))تي تغطيه))ا فرق))ة

. وسيؤدي ذلك في نهاية المطاف إلى حفز إنشاء لجنة دراسات واح))دة3dالمهام أو أكثر لبحث المعايير في مدى التردد التيراهيرتزي.

ملخص7 تشهد خصائص األجهزة واألنظمة التيراهيرتزية المدروسة في هذا التقرير تحس))نا سريعا بفضل تقدم تكنولوجيات األجهزة. وقد تتمتع أنظم))ة االتص))االت الالس))لكية

Gbit/s 100التيراهيرتزية بإمكانيات ضخمة لإلرسال بمعدل بيانات عال يقارب علما وت))دعو الحاج))ة إلى مراع))اة .IEEE802بأن سرعة هذا المعدل تناقش حاليا ض))من

دراس))ة التقاس))م بين الخ))دمات المنفعل))ة والنش))يطة واس))تعراض ل))وائح الرادي))ولطرح هذه األجهزة في األسواق في المستقبل القريب.

ITU-R SM.2352-0التقرير 32

بيبليوغرافيـا8[1] J. Antes et al., High Data Rate Wireless Communication using a 240 GHz Carrier IEEE 802.15-14-

0017-00-0thz, Los Angeles, January 2014; https://mentor.ieee.org/802.15/dcn/14/15-14-0017-00-0thz-high-data-rate-wireless-communication-using-a-240-ghz-carrier.pdf

[2] S. König et al., Wireless sub-THz communication system with high data rate,Nature Photonics 7, 977–981 (2013), http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/abs/nphoton.2013.275.html

[3] APT/ASTAP/REPT-04 - Technology trends of telecommunications above 100 GHz.

___________