论文部分内容阅读
摘 要：针对军用雷达中微电子技术的应用进行分析，从超高速集成电路与单片微波集成电路两个方面展开讨论，明确其技术应用特征的基础上，分析其应用现状与应用价值。在细致分析军用雷达中微电子技术的应用优势同时，为进一步军用雷达技术的研究奠定良好基础。
关键词：军用雷达；微电子技术；集成电路
中图分类号：TN959 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0333-02
微电子技术即为应用电子元器件及电子设备微型化技术组合而成，其核心为集成电路技术，通过各类分立器件组合而成，相互之间应用导线进行连接，构成各类电路。军用微电子技术为现代军用雷达与电子设备的关键性技术，也是高技术武器装备创新与发展的重要基础。随着时代的发展与科学技术水平的不断创新，军用雷达技术也在不断予以变革。从晶体管时代逐渐向智能化、精细化角度发展，集成电路的应用，微电子技术融入到军用雷达监测中，有助于提升军用雷达监测与管理的总体效果，对现代军用武器设备的持续创新与发展能够产生重要影响。文章将结合军用雷达应用的现状进行分析，探究微电子技术的应用方式，希望能够对相关调查研究活动带来一定借鉴价值。
1 超高速集成电路
1.1 超高速集成电路的特征分析
实际的战争过程中，电磁信号所处环境较大，具有密集性、复杂性的特点，雷达与电子戰况情况需要在复杂的环境下发送出去，面临着100～200万脉冲/s的信号密度，对其信号处理能力提出了更高的要求。但是当前常规的集成电路处理期间，信号处理的速度、处理的能力难以达到其实际要求。针对于这一问题，则可以通过超高速集成电路应用的方式予以解决。
相较于普通集成电路，超高速集成电路的优势突出表现在以下几个方面：①超高速集成电路的信息处理能力较快，能够快速处理不同级别的信息。比如在研究一个机载电子系统期间，如果应用普通的集成电路，那么便需要应用7500块电路，且能够容纳3.75×105个门电路，体积即为0.85m2，功率消耗量为5kW。在应用超高速集成电路的情况下，则仅仅需要应用25块电路，能够容纳5.5×105个门电路，体积为0.006m2，功率消耗量为25W。根据数据对比的结果能够清晰观察到两者之间的差异，超高速集成电路能够在保证其应用效果，信息传输质量的基础上，减少电路应用量，缩小功率消耗，且其体积较小，其应用的便利条件比较突出。②超高速集成电路信号处理器的运算速度较快，能够在每秒达到数亿次，相较于普通的集成电路，其信息处理能力高于10倍之上。③超高速集成电路能够避免互联原件之间的数量，芯片能够在-55～125℃温度范围中工作，且每1000个芯片故障率不能高于0.006%。超高速集成电路具有自主检查的功能，能够有效提升军用雷达与电子设备的稳定性，及时发现各类故障、及时予以处理，保证其整体工作及运行的效果。④超高速集成电路还具有较强的抗辐射能力，在中子剂量照射的情况下，不会发生永久性失效的问题，且有助于抗核辐射，其应用可行性价值突出。⑤超高速集成电路的使用时间相对较长，其实践应用的价值与经济效益能够得到保证。
1.2 超高速集成电路的应用现状分析
美国在1980年开始以硅为主要材料展开超高速集成电路的研究工作，在1985年开始应用硅与砷化镓材料合并展开超高速集成电路的研究活动，对军用电子系统的发展产生了重要影响，加速了其发展进程。研究活动的开展，能够有效解决各类军用信号处理的问题，为军用雷达提供一个良好的数据处理平台。数据处理的速度将会显著提升，其容错率提升，功耗减少，系统稳定性增强。投资金额较高，能够为现代军用技术的发展奠定良好基础。
超高速集成电路的设计，能够对为后滤高分辨率技术、自动辅助技术的开展等能够产生重要影响，可以结合实际的设计情况展开研究活动。
1.3 超高速集成电路在雷达与军用电子设备中的应用
超高速集成电路在雷达与军事电子装备中的应用，能够显著提升战场信息获取的能力，及时侦查出各类信息，且实施快速处理，切实发挥雷达与电力设备应用的价值，结合信息内容及时调整战斗计划，使战备状态下反应更加快速，应变能力显著提升。
当前美国国防部对超高速集成电路在军事武器系统中应用的重视程度较高，将超高速集成电路与雷达、信号处理机等相互融合，保证信号处理的速度。结合军用雷达的类型，具体划分为预警雷达、制导雷达等，需要结合实际需求进行分析。同时，通过雷达警报接收装置、自动目标识别系统以及红外搜索追踪系统等等，更好且更为全面的获取各类数据信息。
不同雷达的类型，其性能也会具有差异性特点。具体内容如表1所示。
机载雷达中因为对雷达阵列控制器要求较高，故而美国将超高速集成电路实施进一步的变成信号处理，使其信号处理的速度不断加快。机载雷达处理过程中，需要注重技术的分析，将其设备体积不断缩小，更好的执行各类工作，使信号处理的能力不断提升。
在通信、指挥以及系统控制的过程中，可以采用超高速集成系统展开数据的处理工作，且可以实现高速信号的接收、信号的处理等，进而保证数据处理的效果，提升系统的综合管理能力。数字化编程信号处理系统在航空信息获取中的应用，能够改善杂波抑制的效果，预防抑制算法，提升目标的鉴别能力。针对于雷达系统而言，能够显著减少外场维修、后勤处理以及使用时间等方面所需要应用的成本。
正如纽约时报对超高速集成电路的评价所言，超高速集成电路研究的价值已然高于正在研制能够穿过雷达网的隐身轰炸机及激光武器。超高速集成电路的研究，对现代航天事业、无线电事业以及雷达事业的发展均能够产生重要影响。
2 单片微波集成电路
2.1 单片微波集成电路的特征分析
单片微波集成电路即为将超大规模的集成电路、超高速集成电路以及高性能集成电路等相互融合，构成一个具有整体性功能的微波电路。单片微波集成电路技术能够将很多晶体管、电阻以及电感融入在一个芯片之上，制作成为一个或者多个功率的放大器、收发开关等。其主要优势表现在以下几个方面： （1）能够应用半导体批量加工工艺的方式，大量制作单片微波集成电路。所设计的产品在通过验证之后，便能够融入到大量生产活动中。材料特征较好、工艺比较成熟的情况下，电的性能也能够保持一致，且相较于其他电子系统来讲，其稳定性更加突出。
（2）单片微波集成电路通常不需要外接元件，能够和外电路接口的接点或者是引线相互融合，进而显著减少了接插件，外界元器件等，其系统稳定性价值较高。与其功能相似的混合集成电路相比较，单片微波集成电路的体积相对较小，重置能够降低到1/100甚至更低，其宽带能力与抗辐射作用效果也相对比较突出。
（3）应用真实情景模拟的方式，能够在计算机设备的辅助下展开芯片的初步设计活动。结合情境分析其使用功能、应用效果以及可能会面临的各类问题等，使技术的设计更加完善，保证其总体应用效果。
2.2 单片微波集成电路的发展现状分析
微波集成电路的发展开始于60年代中期，GaAs材料制造工艺不断成熟，对微波集成电路的发展产生了较大影响。因为GaAs材料的电子迁移率显著高于Si，且能够达到7倍之上，且半绝缘GaAs电阻率明显上升，故而可以作为理想的微波传输介质材料，可以将其融入到现代集成电路设计中。
美国在80年代初期便开始研究微波单片集成电路，且随着现代科学技术的快速发展，单片微波集成电路发展速度相对较快，在多个行业中发挥着积极的影响作用。多功能的单片微波集成电路中包含混频放大器、功率分配器组件以及低噪声放大器等等，能够在毫米波雷达工作频段中推广应用。技术水平不断提升的时代背景下，单片微波集成电路的生产成本不断降低，从1987年每平方毫米芯片成本为20美元，逐渐降低到1993年每平方毫米芯片0.8美元。
2.3 单片微波集成电路的组件分析
单片微波集成电路主要是由半导体器件组合而成，电路形式具体表现在三个方面：其一即为混合微波集成电路，其二即为微型混合集成电路，其三即为单片微波集成电路。在实际的应用过程中，需要结合雷达系统的类型，比如地面大型雷达、航空轻型雷达等展开针对性设计。
2.4 单片微波集成电路在军用雷达中的应用
相较于普通高功率管的陆基雷达，单片微波集成电路器件在同类型雷达功率消耗量相同的情况下，其性能能够高于10倍。相控阵雷达的优势在于微波功率所产生的效率较高，信息传播速度较快，发射机的功率在功率管应用1/3的情况下，面接收机的敏感度上升2倍。且其数据传输的稳定性比较理想，在5%组件失效的情况下，雷达系统仍然能够发挥较好的工作效果，其敏感度较高，工作性能较为理想，且功能相对较多。
以单片微波集成电路为基础的有源相控阵系统功能，可以通过T/R组件完成，各个阵元均需要应用一个组件，而单片微波集成电路的应用，能够保证其结构的稳定性，成本相对较低，可靠性价值突出。
3 结束语
现代科学技术快速发展的时代背景下，军用雷达技术也需要不断实施改革和创新。微电子技术在军用雷达技术中的融合，能够提升雷达的信息获取能力、数据的处理能力，进一步增强信号的接受、传输以及传播质量，打造一个完整性的微电子设备系统，对现代军用技术水平的提升能够产生重要影响。在未来的军用技术研究过程中，还需要进一步加强技术创新，将各类先进的科学技术、理念等融入其中，不断提升军用雷达設备的稳定性，发挥微电子技术的应用优势。
参考文献
[1]科 信.Qorvo研制新款塑封氮化镓晶体管，可提供性价比较高的雷达和通信系统解决方案[J].半导体信息，2015（04）：5.
[2]张兆镗.磁控管的历史、现状与未来发展——兼论微波功率应用的前景[J].真空电子技术，2016（02）：38～41+46.
收稿日期：2018-8-12
关键词：军用雷达；微电子技术；集成电路
中图分类号：TN959 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0333-02
微电子技术即为应用电子元器件及电子设备微型化技术组合而成，其核心为集成电路技术，通过各类分立器件组合而成，相互之间应用导线进行连接，构成各类电路。军用微电子技术为现代军用雷达与电子设备的关键性技术，也是高技术武器装备创新与发展的重要基础。随着时代的发展与科学技术水平的不断创新，军用雷达技术也在不断予以变革。从晶体管时代逐渐向智能化、精细化角度发展，集成电路的应用，微电子技术融入到军用雷达监测中，有助于提升军用雷达监测与管理的总体效果，对现代军用武器设备的持续创新与发展能够产生重要影响。文章将结合军用雷达应用的现状进行分析，探究微电子技术的应用方式，希望能够对相关调查研究活动带来一定借鉴价值。
1 超高速集成电路
1.1 超高速集成电路的特征分析
实际的战争过程中，电磁信号所处环境较大，具有密集性、复杂性的特点，雷达与电子戰况情况需要在复杂的环境下发送出去，面临着100～200万脉冲/s的信号密度，对其信号处理能力提出了更高的要求。但是当前常规的集成电路处理期间，信号处理的速度、处理的能力难以达到其实际要求。针对于这一问题，则可以通过超高速集成电路应用的方式予以解决。
相较于普通集成电路，超高速集成电路的优势突出表现在以下几个方面：①超高速集成电路的信息处理能力较快，能够快速处理不同级别的信息。比如在研究一个机载电子系统期间，如果应用普通的集成电路，那么便需要应用7500块电路，且能够容纳3.75×105个门电路，体积即为0.85m2，功率消耗量为5kW。在应用超高速集成电路的情况下，则仅仅需要应用25块电路，能够容纳5.5×105个门电路，体积为0.006m2，功率消耗量为25W。根据数据对比的结果能够清晰观察到两者之间的差异，超高速集成电路能够在保证其应用效果，信息传输质量的基础上，减少电路应用量，缩小功率消耗，且其体积较小，其应用的便利条件比较突出。②超高速集成电路信号处理器的运算速度较快，能够在每秒达到数亿次，相较于普通的集成电路，其信息处理能力高于10倍之上。③超高速集成电路能够避免互联原件之间的数量，芯片能够在-55～125℃温度范围中工作，且每1000个芯片故障率不能高于0.006%。超高速集成电路具有自主检查的功能，能够有效提升军用雷达与电子设备的稳定性，及时发现各类故障、及时予以处理，保证其整体工作及运行的效果。④超高速集成电路还具有较强的抗辐射能力，在中子剂量照射的情况下，不会发生永久性失效的问题，且有助于抗核辐射，其应用可行性价值突出。⑤超高速集成电路的使用时间相对较长，其实践应用的价值与经济效益能够得到保证。
1.2 超高速集成电路的应用现状分析
美国在1980年开始以硅为主要材料展开超高速集成电路的研究工作，在1985年开始应用硅与砷化镓材料合并展开超高速集成电路的研究活动，对军用电子系统的发展产生了重要影响，加速了其发展进程。研究活动的开展，能够有效解决各类军用信号处理的问题，为军用雷达提供一个良好的数据处理平台。数据处理的速度将会显著提升，其容错率提升，功耗减少，系统稳定性增强。投资金额较高，能够为现代军用技术的发展奠定良好基础。
超高速集成电路的设计，能够对为后滤高分辨率技术、自动辅助技术的开展等能够产生重要影响，可以结合实际的设计情况展开研究活动。
1.3 超高速集成电路在雷达与军用电子设备中的应用
超高速集成电路在雷达与军事电子装备中的应用，能够显著提升战场信息获取的能力，及时侦查出各类信息，且实施快速处理，切实发挥雷达与电力设备应用的价值，结合信息内容及时调整战斗计划，使战备状态下反应更加快速，应变能力显著提升。
当前美国国防部对超高速集成电路在军事武器系统中应用的重视程度较高，将超高速集成电路与雷达、信号处理机等相互融合，保证信号处理的速度。结合军用雷达的类型，具体划分为预警雷达、制导雷达等，需要结合实际需求进行分析。同时，通过雷达警报接收装置、自动目标识别系统以及红外搜索追踪系统等等，更好且更为全面的获取各类数据信息。
不同雷达的类型，其性能也会具有差异性特点。具体内容如表1所示。
机载雷达中因为对雷达阵列控制器要求较高，故而美国将超高速集成电路实施进一步的变成信号处理，使其信号处理的速度不断加快。机载雷达处理过程中，需要注重技术的分析，将其设备体积不断缩小，更好的执行各类工作，使信号处理的能力不断提升。
在通信、指挥以及系统控制的过程中，可以采用超高速集成系统展开数据的处理工作，且可以实现高速信号的接收、信号的处理等，进而保证数据处理的效果，提升系统的综合管理能力。数字化编程信号处理系统在航空信息获取中的应用，能够改善杂波抑制的效果，预防抑制算法，提升目标的鉴别能力。针对于雷达系统而言，能够显著减少外场维修、后勤处理以及使用时间等方面所需要应用的成本。
正如纽约时报对超高速集成电路的评价所言，超高速集成电路研究的价值已然高于正在研制能够穿过雷达网的隐身轰炸机及激光武器。超高速集成电路的研究，对现代航天事业、无线电事业以及雷达事业的发展均能够产生重要影响。
2 单片微波集成电路
2.1 单片微波集成电路的特征分析
单片微波集成电路即为将超大规模的集成电路、超高速集成电路以及高性能集成电路等相互融合，构成一个具有整体性功能的微波电路。单片微波集成电路技术能够将很多晶体管、电阻以及电感融入在一个芯片之上，制作成为一个或者多个功率的放大器、收发开关等。其主要优势表现在以下几个方面： （1）能够应用半导体批量加工工艺的方式，大量制作单片微波集成电路。所设计的产品在通过验证之后，便能够融入到大量生产活动中。材料特征较好、工艺比较成熟的情况下，电的性能也能够保持一致，且相较于其他电子系统来讲，其稳定性更加突出。
（2）单片微波集成电路通常不需要外接元件，能够和外电路接口的接点或者是引线相互融合，进而显著减少了接插件，外界元器件等，其系统稳定性价值较高。与其功能相似的混合集成电路相比较，单片微波集成电路的体积相对较小，重置能够降低到1/100甚至更低，其宽带能力与抗辐射作用效果也相对比较突出。
（3）应用真实情景模拟的方式，能够在计算机设备的辅助下展开芯片的初步设计活动。结合情境分析其使用功能、应用效果以及可能会面临的各类问题等，使技术的设计更加完善，保证其总体应用效果。
2.2 单片微波集成电路的发展现状分析
微波集成电路的发展开始于60年代中期，GaAs材料制造工艺不断成熟，对微波集成电路的发展产生了较大影响。因为GaAs材料的电子迁移率显著高于Si，且能够达到7倍之上，且半绝缘GaAs电阻率明显上升，故而可以作为理想的微波传输介质材料，可以将其融入到现代集成电路设计中。
美国在80年代初期便开始研究微波单片集成电路，且随着现代科学技术的快速发展，单片微波集成电路发展速度相对较快，在多个行业中发挥着积极的影响作用。多功能的单片微波集成电路中包含混频放大器、功率分配器组件以及低噪声放大器等等，能够在毫米波雷达工作频段中推广应用。技术水平不断提升的时代背景下，单片微波集成电路的生产成本不断降低，从1987年每平方毫米芯片成本为20美元，逐渐降低到1993年每平方毫米芯片0.8美元。
2.3 单片微波集成电路的组件分析
单片微波集成电路主要是由半导体器件组合而成，电路形式具体表现在三个方面：其一即为混合微波集成电路，其二即为微型混合集成电路，其三即为单片微波集成电路。在实际的应用过程中，需要结合雷达系统的类型，比如地面大型雷达、航空轻型雷达等展开针对性设计。
2.4 单片微波集成电路在军用雷达中的应用
相较于普通高功率管的陆基雷达，单片微波集成电路器件在同类型雷达功率消耗量相同的情况下，其性能能够高于10倍。相控阵雷达的优势在于微波功率所产生的效率较高，信息传播速度较快，发射机的功率在功率管应用1/3的情况下，面接收机的敏感度上升2倍。且其数据传输的稳定性比较理想，在5%组件失效的情况下，雷达系统仍然能够发挥较好的工作效果，其敏感度较高，工作性能较为理想，且功能相对较多。
以单片微波集成电路为基础的有源相控阵系统功能，可以通过T/R组件完成，各个阵元均需要应用一个组件，而单片微波集成电路的应用，能够保证其结构的稳定性，成本相对较低，可靠性价值突出。
3 结束语
现代科学技术快速发展的时代背景下，军用雷达技术也需要不断实施改革和创新。微电子技术在军用雷达技术中的融合，能够提升雷达的信息获取能力、数据的处理能力，进一步增强信号的接受、传输以及传播质量，打造一个完整性的微电子设备系统，对现代军用技术水平的提升能够产生重要影响。在未来的军用技术研究过程中，还需要进一步加强技术创新，将各类先进的科学技术、理念等融入其中，不断提升军用雷达設备的稳定性，发挥微电子技术的应用优势。
参考文献
[1]科 信.Qorvo研制新款塑封氮化镓晶体管，可提供性价比较高的雷达和通信系统解决方案[J].半导体信息，2015（04）：5.
[2]张兆镗.磁控管的历史、现状与未来发展——兼论微波功率应用的前景[J].真空电子技术，2016（02）：38～41+46.
收稿日期：2018-8-12