美國(guó)高速武器數(shù)據(jù)鏈技術(shù)取得重大突破

美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室(AFRL)已完成了其“經(jīng)濟(jì)上可承受的武器數(shù)據(jù)鏈插入”(Affordable Weapons Datalink Insertion，AWDI)研究項(xiàng)目。

該項(xiàng)目由AFRL、羅克韋爾•柯林斯公司和Nitronex公司聯(lián)合完成，目標(biāo)是改進(jìn)武器數(shù)據(jù)鏈技術(shù)。該項(xiàng)目共投資510萬(wàn)美元，持續(xù)了41個(gè)月，成功開(kāi)發(fā)了一系列產(chǎn)品級(jí)的碳化硅襯底氮化鎵(GaN-on-SiC)單片微波集成電路(MMIC)，并使小型碳化硅襯底氮化鎵MMIC的成品率由不到25%提高到了超過(guò)95%。

該項(xiàng)目所開(kāi)發(fā)的技術(shù)已降低了整個(gè)武器數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的購(gòu)買(mǎi)成本，并使現(xiàn)有的數(shù)據(jù)鏈項(xiàng)目——如多功能信息分發(fā)系統(tǒng)-聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)(MIDS-JTRS)和地面移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)等——可盡早開(kāi)始轉(zhuǎn)型。

一直以來(lái)，用于武器的高速數(shù)據(jù)鏈都是美國(guó)空軍和美國(guó)海軍開(kāi)發(fā)某種網(wǎng)絡(luò)化武器能力的關(guān)鍵使能技術(shù)。這種數(shù)據(jù)鏈可在武器、實(shí)時(shí)任務(wù)分析和瞄準(zhǔn)之間提供反饋。

有的武器數(shù)據(jù)鏈需要大的帶寬和高的功率，以便在最大可能的距離上實(shí)現(xiàn)盡可能大的數(shù)據(jù)傳輸率。

在AWDI項(xiàng)目中，項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)共建立了3項(xiàng)有關(guān)碳化硅襯底氮化鎵MMIC可靠性的核心能力：每季度一次的基線處理工藝可靠性監(jiān)控;脈沖可靠性測(cè)試及射頻降級(jí);MMIC射頻電路測(cè)試與評(píng)價(jià)能力。

另外，項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)還在制造成熟度方面取得了巨大進(jìn)步。

該項(xiàng)目所采取的技術(shù)路線最終促進(jìn)了低成本、寬禁帶碳化硅襯底氮化鎵MMIC制造流程的成熟，而這一流程是小型化數(shù)據(jù)鏈需要使用的、滿足“尺寸、重量、功率和成本”(SwaP-C)約束的芯片組所需要的。

與當(dāng)前的技術(shù)相比，采用了以上新技術(shù)的數(shù)據(jù)鏈能夠獲得更高的增益和在更寬的頻帶上提供更大的功率輸出。

在 AWDI項(xiàng)目中，通過(guò)對(duì)基于碳化硅襯底氮化鎵單片微波集成電路的武器數(shù)據(jù)鏈設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模的外場(chǎng)測(cè)試(其中包括在戰(zhàn)區(qū)作戰(zhàn)行動(dòng)中使用)，該技術(shù)的技術(shù)成熟度等級(jí)已達(dá)到9。

該項(xiàng)目的成果已被用于一些國(guó)防部系統(tǒng)，而在戰(zhàn)術(shù)通信設(shè)備中應(yīng)用碳化硅襯底氮化鎵MMIC的工作正在繼續(xù)進(jìn)行中。

開(kāi)發(fā)硅基片上系統(tǒng)(SoC)和碳化硅襯底氮化鎵電路技術(shù)，都將進(jìn)一步提高集成電路的集成度。