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数据链衬底氮化美国高速武器数据链技术取得重大突破

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美国空军研究实验室(AFRL)已完成了其“经济上可承受的武器数据链插入”(Affordable Weapons Datalink Insertion,AWDI)研究项目。

该项目由AFRL、罗克韦尔•柯林斯公司和Nitronex公司联合完成,目标是改进武器数据链技术。该项目共投资510万美元,持续了41个月,成功开发了一系列产品级的碳化硅衬底氮化镓(GaN-on-SiC)单片微波集成电路(MMIC),并使小型碳化硅衬底氮化镓MMIC的成品率由不到25%提高到了超过95%。

该项目所开发的技术已降低了整个武器数据链系统的购买成本,并使现有的数据链项目——如多功能信息分发系统-联合战术无线电系统(MIDS-JTRS)和地面移动无线电台等——可尽早开始转型。

一直以来,用于武器的高速数据链都是美国空军和美国海军开发某种网络化武器能力的关键使能技术。这种数据链可在武器、实时任务分析和瞄准之间提供反馈。

有的武器数据链需要大的带宽和高的功率,以便在最大可能的距离上实现尽可能大的数据传输率。

在AWDI项目中,项目研究团队共建立了3项有关碳化硅衬底氮化镓MMIC可靠性的核心能力:每季度一次的基线处理工艺可靠性监控;脉冲可靠性测试及射频降级;MMIC射频电路测试与评价能力。

另外,项目研究团队还在制造成熟度方面取得了巨大进步。

该项目所采取的技术路线最终促进了低成本、宽禁带碳化硅衬底氮化镓MMIC制造流程的成熟,而这一流程是小型化数据链需要使用的、满足“尺寸、重量、功率和成本”(SwaP-C)约束的芯片组所需要的。

与当前的技术相比,采用了以上新技术的数据链能够获得更高的增益和在更宽的频带上提供更大的功率输出。

在 AWDI项目中,通过对基于碳化硅衬底氮化镓单片微波集成电路的武器数据链设备进行大规模的外场测试(其中包括在战区作战行动中使用),该技术的技术成熟度等级已达到9。

该项目的成果已被用于一些国防部系统,而在战术通信设备中应用碳化硅衬底氮化镓MMIC的工作正在继续进行中。

开发硅基片上系统(SoC)和碳化硅衬底氮化镓电路技术,都将进一步提高集成电路的集成度。

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