軍事信息作戰(zhàn)領(lǐng)域的微電子技術(shù)應(yīng)用

黃鵬宇+楊麒麟

【摘要】 自80年代以來(lái)，軍用微電子技術(shù)得到了快速的發(fā)展，及其微電子技術(shù)在信息作戰(zhàn)領(lǐng)域發(fā)揮突出作用。特別是雷達(dá)領(lǐng)域，微電子技術(shù)的成熟日漸提高了雷達(dá)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。本文主要闡述在90年代中美國(guó)軍用微電子技術(shù)當(dāng)中的兩個(gè)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(dá)系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)揮的先用。

【關(guān)鍵詞】 雷達(dá) 微電子技術(shù) 分析

在現(xiàn)代化的軍用雷達(dá)與電子設(shè)備之中軍用微電子技術(shù)屬于非常重要的技術(shù)之一，是現(xiàn)代軍事信息作戰(zhàn)的基礎(chǔ)。在軍用微電子工業(yè)當(dāng)中，集成電路屬于最具活躍的產(chǎn)品。在美國(guó)非常重視開(kāi)發(fā)與應(yīng)用軍用集成電路。美國(guó)相關(guān)的國(guó)防部門(mén)早在十幾年前曾提出過(guò)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(shí)現(xiàn)這兩者的發(fā)展計(jì)劃對(duì)于軍用雷達(dá)與武器裝備未來(lái)的發(fā)展有著巨大的影響，對(duì)打贏未來(lái)信息戰(zhàn)爭(zhēng)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(diǎn)

1、超高速集成電路的特點(diǎn)。在未來(lái)的信息作戰(zhàn)當(dāng)中，電磁信號(hào)的環(huán)境十分匯集而且復(fù)雜，軍用雷達(dá)與電子情報(bào)系統(tǒng)需要面對(duì)一百至二百萬(wàn)脈沖美妙的信號(hào)方面的強(qiáng)度，處理信號(hào)的系統(tǒng)極有可能需要執(zhí)行幾十億條指令。面對(duì)極其復(fù)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(hào)系統(tǒng)的效率很難滿(mǎn)足相關(guān)的需求。要想真正的處理好這方面的問(wèn)題，美軍便加大力度促進(jìn)超高速集成電路發(fā)展。

2、微波單片集成電路的特點(diǎn)。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(xiàn)集中至一個(gè)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(lái)就能組成一個(gè)收發(fā)構(gòu)件，用來(lái)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(guó)國(guó)防部門(mén)早在很多年前年對(duì)超高速集成電路的發(fā)展就已經(jīng)開(kāi)展實(shí)施以硅為主要材料發(fā)展計(jì)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(jì)劃，為了促使軍用電子系統(tǒng)發(fā)展的快速進(jìn)程。此計(jì)劃主要是為了促進(jìn)民用半導(dǎo)體商家的發(fā)展所難以解決的軍用信號(hào)需要的元器件工藝，就是為了滿(mǎn)足軍用信號(hào)處理、抗輻射、故障容限等能力的有關(guān)需求所提出的。這個(gè)計(jì)劃的的總提目標(biāo)就是為了研制出功能先進(jìn)、價(jià)格合理、高質(zhì)量的超高速集成電路芯片，確保處理信號(hào)速率、功耗減少、可靠性、維護(hù)性合理提高的終點(diǎn)目標(biāo)，并且使目前具備處理數(shù)據(jù)的速度必須提升一級(jí)。其實(shí)際的目標(biāo)是為了使芯片的微加工線(xiàn)寬達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，各項(xiàng)功能要比同樣種類(lèi)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(yīng)當(dāng)于1990年完成計(jì)劃，共投資量達(dá)到十億美元，通過(guò)集中開(kāi)發(fā)了來(lái)實(shí)現(xiàn)亞微米特有的尺寸要求的技術(shù)。

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(duì)于微波單片集成電路的發(fā)展形成了很大影響。因?yàn)樯榛壊牧系碾娮舆w移率比硅高出7倍，且半絕緣砷化鎵的電阻率的高度達(dá)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?yàn)樯榛壖夹g(shù)的普遍推廣，促進(jìn)了工業(yè)界集團(tuán)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(lǐng)域的應(yīng)用

1、超高速集成電路在雷達(dá)和軍用電子設(shè)備中的應(yīng)用。超高速集成電路應(yīng)用至軍事雷達(dá)與電子裝備系統(tǒng)中有效的提高了的在戰(zhàn)場(chǎng)上獲取情報(bào)、偵查情報(bào)、分析目標(biāo)、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(dá)、電子設(shè)備、武器系統(tǒng)在復(fù)雜的環(huán)境當(dāng)中，以最快的速率反應(yīng)能力與應(yīng)變能力，實(shí)現(xiàn)了信息作戰(zhàn)武器系統(tǒng)的高速、高效和精準(zhǔn)性。

2、微波單片集成電路在軍用雷達(dá)中的應(yīng)用。與普通使用的陸基雷達(dá)相比較之下，微波單片集成電路器件與之同樣的雷達(dá)在相同條件下所耗費(fèi)的性能提高十倍。相控陣?yán)走_(dá)的真正優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)生的微波功率的與傳輸效率較高，發(fā)射機(jī)的功能消耗等于使用功率管的三分之一，同時(shí)接收機(jī)的靈活度也提高了2倍。另一方面的優(yōu)勢(shì)在于可靠性較強(qiáng)，在此過(guò)程中，就算其中有百分之五的構(gòu)件失靈。雷達(dá)系統(tǒng)依然能保證供應(yīng)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(shì)。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，超高速集成電路能夠有效的提高處理信號(hào)與處理數(shù)據(jù)的能力，還能增強(qiáng)信號(hào)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(shí)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(lǐng)域特別是雷達(dá)和電子設(shè)備中擁有良好的應(yīng)用前景。在下一代中的軍用雷達(dá)關(guān)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(dá)器件集成化、模塊化過(guò)程中最重要手段之一。

參 考 文 獻(xiàn)

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