軍事信息作戰(zhàn)領域的微電子技術應用

黃鵬宇+楊麒麟

【摘要】 自80年代以來，軍用微電子技術得到了快速的發(fā)展，及其微電子技術在信息作戰(zhàn)領域發(fā)揮突出作用。特別是雷達領域，微電子技術的成熟日漸提高了雷達系統(tǒng)的各項性能。本文主要闡述在90年代中美國軍用微電子技術當中的兩個支柱型產(chǎn)品超高清集成電路與微波單片集成電路的發(fā)展現(xiàn)狀以及它在雷達系統(tǒng)當中發(fā)揮的先用。

【關鍵詞】 雷達 微電子技術 分析

在現(xiàn)代化的軍用雷達與電子設備之中軍用微電子技術屬于非常重要的技術之一，是現(xiàn)代軍事信息作戰(zhàn)的基礎。在軍用微電子工業(yè)當中，集成電路屬于最具活躍的產(chǎn)品。在美國非常重視開發(fā)與應用軍用集成電路。美國相關的國防部門早在十幾年前曾提出過超高速集成電路與微波單片集成電路的發(fā)展規(guī)劃。只要真正的實現(xiàn)這兩者的發(fā)展計劃對于軍用雷達與武器裝備未來的發(fā)展有著巨大的影響，對打贏未來信息戰(zhàn)爭發(fā)揮舉足輕重作用。

一、超高速集成電路與微波單片集成電路的特點

1、超高速集成電路的特點。在未來的信息作戰(zhàn)當中，電磁信號的環(huán)境十分匯集而且復雜，軍用雷達與電子情報系統(tǒng)需要面對一百至二百萬脈沖美妙的信號方面的強度，處理信號的系統(tǒng)極有可能需要執(zhí)行幾十億條指令。面對極其復雜的信息作戰(zhàn)環(huán)境，然而目前一般的集成電路處理信號系統(tǒng)的效率很難滿足相關的需求。要想真正的處理好這方面的問題，美軍便加大力度促進超高速集成電路發(fā)展。

2、微波單片集成電路的特點。微波單片集成電路將超大規(guī)模集成電路、超高速集成電路以及超高性能集成電路使用至數(shù)字電路中的微波電路，它屬于集成電路處于微波電路中主要的發(fā)展。微波單片集成電路將諸多晶體管、電阻、電容等管線集中至一個芯片上，制成許多功率放大器、低噪聲放大器、移相器等。僅有很少的微波單片集成電路芯片組合起來就能組成一個收發(fā)構(gòu)件，用來代替很多元件。

二、超高速集成電路與微波單片集成電路的發(fā)展現(xiàn)狀

1、超高速集成電路的發(fā)展現(xiàn)狀。美國國防部門早在很多年前年對超高速集成電路的發(fā)展就已經(jīng)開展實施以硅為主要材料發(fā)展計劃，之后又轉(zhuǎn)化成將硅和砷化稼作為主要材料并舉的超高速集成電路發(fā)展計劃，為了促使軍用電子系統(tǒng)發(fā)展的快速進程。此計劃主要是為了促進民用半導體商家的發(fā)展所難以解決的軍用信號需要的元器件工藝，就是為了滿足軍用信號處理、抗輻射、故障容限等能力的有關需求所提出的。這個計劃的的總提目標就是為了研制出功能先進、價格合理、高質(zhì)量的超高速集成電路芯片，確保處理信號速率、功耗減少、可靠性、維護性合理提高的終點目標，并且使目前具備處理數(shù)據(jù)的速度必須提升一級。其實際的目標是為了使芯片的微加工線寬達到標準的規(guī)格，各項功能要比同樣種類民用的產(chǎn)品高出百倍，將其的可靠性提升十倍。按照制定的范圍超高速集成電路應當于1990年完成計劃，共投資量達到十億美元，通過集中開發(fā)了來實現(xiàn)亞微米特有的尺寸要求的技術。

2、60年代中期才得到逐漸的發(fā)展，70年代，砷化鎵材料制造工藝的逐步成熟，對于微波單片集成電路的發(fā)展形成了很大影響。因為砷化鎵材料的電子遷移率比硅高出7倍，且半絕緣砷化鎵的電阻率的高度達到108，因此砷化鎵屬于最合理的微波傳輸介質(zhì)材料，非常適合用在單片微波單片集成電路的襯底。正是因為砷化鎵技術的普遍推廣，促進了工業(yè)界集團朝向微波單片集成電路的方向發(fā)展。

三、超高速集成電路與微波單片集成電路在信息作戰(zhàn)領域的應用

1、超高速集成電路在雷達和軍用電子設備中的應用。超高速集成電路應用至軍事雷達與電子裝備系統(tǒng)中有效的提高了的在戰(zhàn)場上獲取情報、偵查情報、分析目標、處理數(shù)據(jù)等方面的能力；在很大幅度上，有效的提高了雷達、電子設備、武器系統(tǒng)在復雜的環(huán)境當中，以最快的速率反應能力與應變能力，實現(xiàn)了信息作戰(zhàn)武器系統(tǒng)的高速、高效和精準性。

2、微波單片集成電路在軍用雷達中的應用。與普通使用的陸基雷達相比較之下，微波單片集成電路器件與之同樣的雷達在相同條件下所耗費的性能提高十倍。相控陣雷達的真正優(yōu)勢在于產(chǎn)生的微波功率的與傳輸效率較高，發(fā)射機的功能消耗等于使用功率管的三分之一，同時接收機的靈活度也提高了2倍。另一方面的優(yōu)勢在于可靠性較強，在此過程中，就算其中有百分之五的構(gòu)件失靈。雷達系統(tǒng)依然能保證供應更好更多功能工作性能。微波單片集成電路 T/R組件極具緊湊、可靠性高、重量輕、成本低等結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)勢。

結(jié)束語：綜上所述，超高速集成電路能夠有效的提高處理信號與處理數(shù)據(jù)的能力，還能增強信號方面的接收、傳輸、發(fā)射能力的微波單片集成電路電路能實現(xiàn)構(gòu)建出新一代全新的軍用微電子系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在軍事信息作戰(zhàn)領域特別是雷達和電子設備中擁有良好的應用前景。在下一代中的軍用雷達關鍵特征在于它器件方面的模塊化與集成化，而超高速集成電路與微波單片集成電路屬于提高軍用雷達器件集成化、模塊化過程中最重要手段之一。

參 考 文 獻

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