雷达射频集成电路的发展及应用
雷达射频集成电路的发展及应用
111电子技术 现代的雷达系统越来越注重高精度的距离探测与跟踪，还要求较强的抗干扰性、目标识别作用和气象探测功能。
由此，要求完整一套的现代雷达系统包含近万个信号接收器和信号发射装置，这也极大提高了系统的复杂性和设备的成本造价。
雷达系统的现代化除保留上述基本功能，还应减少设备的造价，这推进了射频集成电路在现代雷达领域的研发 [1]。
由无线天线、电磁信号处理器、显示屏幕、控制面板、信号的发射和接收器所组成的现代雷达系统。
目前，射频集成系统已经应用于信号的发射和接收器，下文从射频集成电路在雷达系统的研发入手，通过深入研究，介绍雷达系统目前的几种应用现状。
1 雷达射频集成电路的发展概述 随射频集成技术和信息化在雷达系统中的深入发展，射频集成电路已经演变了好几个架构形态[2]。
以信号接收系统为例，在三十年内演化出三种不同的形态。
在此过程，雷达系统的数字化不断提高，实现某些频段的完全数字化，使射频集成电路向混合集成电路的方向不断发展。
2 雷达系统射频集成电路的发展及应用研究2.1 射频集成SOC 以单片作为射频电路的集成基板，SiGe和CMOS作为集成射频与数字化特点的技术平台。
技术的快速发展极大提高了射频电路的集成化程度，上部集混合频率、放大频率和合成信号功能为一体，下部集增频、分贝放大功能的器件。
雷声公司（美国）研发的最新设备——X波段应用了上述技术 [3]，其在实际中具有高性能、减小雷达体积和节约造价的应用优势。
2.2 射频多通道集成电路 在一个集成芯片上集多通道于一体，这种集成电路没有射频集成电路那么多的器件，应用系统的封装工艺，以高度集成化的多通道芯片，实现射频混合电路的性能优化和结构简化。
采用系统的封装工艺将多个工艺不同芯片集合封装于一个模块，实现不同芯片之间的互相融合，分别包含Si、射频和IC集成芯片和各种电阻元件。
以硅、液晶和FR4等为材料的基板，其芯片之间的相互连接由金属细丝演变到现在的芯片倒装和叠装方式。
射频集成电路的发展与展望
射频集成电路的发展与展望射频集成电路（RFIC）是一种用于无线通信系统的关键技术，主要用于处理、调制和解调射频信号。
随着无线通信技术的发展，RFIC也在不断进步和演化，以满足更高性能、更小体积和更低功耗的需求。
下面将从发展历程和展望两个方面来详细介绍。
一、射频集成电路的发展历程射频集成电路的发展可以追溯到20世纪60年代，当时射频电路还主要采用离散元件进行实现。
1965年，M. M. Horenstein发表了关于射频集成电路的第一篇论文，标志着射频集成电路的起源。
70年代末80年代初，随着微电子工艺的发展和集成电路技术的进步，射频电路开始逐渐实现集成化。
1982年，射频带宽、功率插图宽度和性能的提高推动了第一代射频集成电路（RFIC-1）的研发和商业应用，主要应用于无线电通信领域。
90年代，随着射频集成电路技术的不断发展，出现了第二代射频集成电路（RFIC-2），其主要特点是小型化、低功耗和低噪声特性。
2000年以后，第三代射频集成电路（RFIC-3）应运而生，该技术主要针对多频段、宽带化和高性能要求。
至今，射频集成电路已经成为无线通信系统的核心部件，并在移动通信、卫星通信、雷达和无线电广播等领域得到广泛应用。
二、射频集成电路的发展展望1.高频率和大带宽：未来射频集成电路将面临更高频率和更大带宽的需求。
随着5G通信技术的发展，超高频、毫米波和太赫兹射频集成电路将成为研究热点。
同时，射频集成电路需要支持更宽的带宽，以满足高速数据传输和多用户连接的要求。
2.小型化和低功耗：随着无线设备的小型化和便携性要求的增强，射频集成电路也需要更小体积和更低功耗。
未来的射频集成电路将需要采用新材料和新工艺，以减小电路的尺寸和功耗。
3.高性能和可靠性：射频集成电路需要更高的性能和可靠性，以应对复杂的通信环境和多种无线通信标准。
因此，新的射频集成电路需要支持更高的动态范围、更低的噪声系数和更高的工作温度范围。
4.集成度和功能多样性：未来射频集成电路将更加强调集成度和功能多样性。
RF射频集成电路设计与射频技术
将电磁场仿真和电路仿真相结合，可以对整 个RF集成电路进行全面、精确的模拟和分析 。
物理验证与版图绘制
物理验证
01
使用物理验证工具对版图进行DRC、LVS等检查，确保版图与原
理图一致，避免制造过程中的错误。
版图绘制
02
使用版图绘制工具如Cadence、Mentor Graphics等，将电路
利用射频技术实现地球站与卫星之间的通信 。
雷达探测
利用射频技术实现目标探测、定位和跟踪。
射频识别
利用射频技术实现非接触式自动识别目标， 广泛应用于物流、门禁等领域。
03
射频集成电路设计实例
无线通信系统设计
无线通信系统是利用无线电磁波进行信息传输的系统，射频集成电路在无线通信系 统中发挥着至关重要的作用。
原理图转化为版图，为后续制造提供基础。
版图优化
03
根据电磁仿真和物理验证的结果，对版图进行优化，提高RF集
成电路的性能和可靠性。
06
RF射频集成电路测试与验证
测试方法与流程
静态测试
通过测试接口连接被测集成电路，利用测试设备对电路的 输入输出信号进行测量，以评估其功能和性施加激励信号，观察 其输出响应，以评估电路在不同工作状 态下的性能表现。
在无线通信系统设计中，需要考虑到信号的发送和接收、调制解调、信号处理等方 面的技术要求，同时还需要考虑系统的功耗、体积、重量等方面的限制。
无线通信系统设计需要综合考虑多种因素，包括频谱利用率、抗干扰能力、传输速 率、覆盖范围等，以满足不同应用场景的需求。
雷达系统设计
1
雷达系统是一种利用电磁波探测目标的系统，广 泛应用于军事、航空、气象等领域。
卫星通信系统设计需要考虑卫星轨道 、信号传输延时、多普勒频移等方面 的因素，以保证通信的可靠性和稳定 性。
射频电路应用场景
射频电路的应用场景非常广泛，主要包括以下几个方面：
1.通信领域：射频电路在通信领域中发挥着至关重要的作用，包括无线通信、卫星通信、雷达等领域。
在无线通信中，射频电路可以实现信号的发送和接收，是移动通信、无线局域网等应用的关键组成部分。
在卫星通信中，射频电路用于实现卫星与地面站之间的信号传输。
此外，雷达中也广泛应用了射频电路，用于目标检测和定位。
2.电子设备领域：射频电路在各种电子设备中也有广泛应用，如电视、电台、微波炉等。
在这些设备中，射频电路用于信号的接收和发送，实现设备与外部环境的通信。
3.医疗和生命科学领域：射频电路在医疗和生命科学领域中也具有重要应用，如医学成像、药物研发、生物检测等。
射频电路可以用于信号的传输和处理，为医疗设备和生命科学实验提供技术支持。
4.电子游戏领域：在电子游戏领域，射频电路被广泛应用于无线麦克风、无线手柄、近场通信等设备中。
这些设备需要与游戏主机或控制器进行无线通信，射频电路为实现这种通信提供了技术支持。
5.航天领域：在航天领域，射频电路在人造卫星和宇宙探索方面也具有不可或缺的作用。
例如，在轨道控制、卫星通信等方面，射频电路发挥着关键作用。
综上所述，射频电路的应用场景十分广泛，涵盖了通信、电子设备、医疗和生命科学、电子游戏以及航天等多个领域。
射频集成电路系统 eda 关键技术与应用
射频集成电路系统 eda 关键技术与应用射频集成电路系统（RFIC）是指将射频电路和数字电路集成在一起的电路系统。
它在现代通信、雷达、卫星导航等领域中起着至关重要的作用。
EDA（Electronic Design Automation）是一种利用计算机辅助设计技术进行电子系统设计的方法。
在射频集成电路系统的设计过程中，EDA起着至关重要的作用。
EDA技术可以帮助设计工程师在设计过程中提高效率和准确性。
通过使用EDA工具，设计师可以利用各种模拟和数字设计工具来验证和优化射频集成电路系统的性能。
这些工具可以帮助设计师模拟和分析各种射频电路的特性，如增益、带宽、噪声等。
同时，EDA工具还可以帮助设计师进行电磁仿真，以解决射频集成电路系统中的电磁兼容性和电磁干扰等问题。
EDA技术还可以帮助设计师进行射频集成电路系统的布局和布线。
在射频集成电路系统中，布局和布线对性能和可靠性至关重要。
通过使用EDA工具，设计师可以对射频集成电路系统进行布局和布线的优化，以确保射频信号的完整性和稳定性。
同时，EDA工具还可以帮助设计师进行电源和地线的规划，以减少电磁噪声和信号干扰。
EDA技术还可以帮助设计师进行射频集成电路系统的仿真和验证。
在设计过程中，设计师需要验证射频集成电路系统的性能是否满足设计要求。
通过使用EDA工具，设计师可以对射频集成电路系统进行仿真和验证，以确保其性能和可靠性。
同时，EDA工具还可以帮助设计师进行电源和地线的规划，以减少电磁噪声和信号干扰。
EDA技术还可以帮助设计师进行射频集成电路系统的自动布局和布线。
在射频集成电路系统中，布局和布线过程繁琐且耗时。
通过使用EDA工具，设计师可以利用自动布局和布线技术来优化射频集成电路系统的性能和可靠性。
自动布局和布线技术可以帮助设计师快速生成高质量的布局和布线方案，从而提高设计效率。
EDA技术在射频集成电路系统的设计中起着至关重要的作用。
它可以帮助设计师提高设计效率和准确性，优化射频集成电路系统的性能和可靠性。
射频集成电路应用及发展
射频集成电路应用及发展简介射频集成电路（Radio Frequency Integrated Circuit，RFIC），严格来说，是指在0.8GHz以上频段工作的模拟电路，包括微博和毫米波电路。
射频集成电路主要包括滤波器、低噪放放大器（LNA）、压控振荡器（VCO）、混频器、放大/驱动器、频率合成器、功率放大器（PA）和功率管理等电路。
用这些射频集成电路可以构成RF收发器，其中，用LNA、VCO、混频器、驱动器等可以构成信号接收链的接受前端，即接收器系统；而频率合成器和功率放大器等则构成发射器。
对于数字无线接收器，还必须使用A/D转换器和D/A转换器将信号进行转换。
以便进行所需的计算、处理和实现所需要的发送功能。
主要技术性能我国已经研制多款的RF收/发芯片，应用范围射频集成电路的应用十分的广泛，是最重要的一类军用核心器件。
主要RFIC 应用与电子对抗、智能武器、军用航空装备、军用卫星、各类航天器、导弹、全球卫星定位系统、雷达系统、通信设备、诱骗术、无源毫米波成像、高度仪、远距离遥感和仪器仪表中。
单片微博集成电路（MMIC）在军事航空领域的应用不断的增加。
在一个雷达系统中，一个自适应相控天线可能有成千上万个T/R模块，MMIC非常好的重复生产性、小尺寸、轻重量等优点，对其实现就非常的重要和必要了。
在通信领域中，MMIC可应用与光纤系统、卫星系统、陆地固定及移动无线系统。
技术和发展趋势射频集成电路是20世纪90年代中期以来随着IC工艺的改进而出现的一种新型器件。
射频移动通信技术的总趋势是走向高速化、大宽带。
在军用领域，高频化是主要趋势之一，军事需求仍是RF技术发展的重要推动力。
在高传输速率、大频带的要求条件下，接收机要有大的动态范围，然而对发射机而言，则要求具有高线性度的信号放大能力和更高的功率。
MMIC高性能、小体积、低成本等特点使其在军事、航天、同性等领域大战迅速，单片化已成为RFIC发展的重要趋势。
雷达技术的发展及其应用前景
雷达技术的发展及其应用前景雷达技术是一项重要的电子技术，用于侦测并测量目标或反射体位置、速度和方向等信息，从而实现效能高、精度高的目标跟踪和实时监测。
雷达应用广泛，包括军事、民用、商用等领域。
近年来，随着技术的进步和市场的需求，雷达技术得到了迅速的发展。
本文将对雷达技术的发展历程和应用前景进行探讨。
一. 雷达技术的发展历程雷达技术起源于二战期间，主要是为战争需要而发展起来的。
最初的雷达系统受到了许多限制，主要是因为技术水平的限制和设备的不完善。
随着科学技术的进步和电子技术的不断发展，雷达技术得到了逐步完善和发展，主要包括以下几个方面：1. 信息处理能力得到提升传统雷达系统只能提供距离和速度等基本信息，而现代雷达技术则可以提供更为丰富的信息，如目标的方向、形状、材料等。
这是因为现代雷达技术不仅具备高精度的距离测量和速度测量能力，还具备复杂信号处理和数据分析能力。
2. 多功能化成为发展趋势现代雷达系统不仅具备距离测量和速度测量能力，还能实现目标识别、空中目标防御、自适应信号处理等多种功能。
多功能化是现代雷达系统发展的趋势。
3. 大规模集成电路技术的应用随着大规模集成电路技术的不断成熟和应用，雷达得到了更高的集成度和更小的体积，从而实现了雷达系统的智能化和便携化。
4. 新型雷达技术的研究和发展包括合成孔径雷达(SAR)、相控阵雷达(APR)、多普勒雷达等新型雷达技术的研究得到了极大的发展，可以更好地满足用户的需求，并为雷达技术的应用拓展提供了新的手段和途径。
二. 雷达技术的应用前景随着雷达技术的不断发展和应用，雷达技术得到了广泛的应用，并形成了一些重要的应用领域，包括以下几个方面：1. 军事领域雷达在军事领域中有着广泛的应用，主要包括侦察、监控和目标识别等。
雷达技术可以实现对空中、地面和水面的扫描和检测，为军事武器的瞄准和识别提供了重要的支持。
近年来，随着国防技术的不断升级和新型武器的研发，雷达技术的应用领域也在不断扩展。
军事雷达技术研究与发展分析
军事雷达技术研究与发展分析雷达是一种利用电磁波探测和定位目标的技术，广泛应用于航空、航天、军事等领域。
军事雷达作为一种重要的战争装备，具有极高的战略价值和决定性作用。
本文将分析军事雷达技术的研究与发展，从技术核心、应用需求、市场前景等方面进行论述。
一、技术核心军事雷达的技术核心是高精度、高分辨率的信号处理和数据分析能力。
具体表现在以下几个方面：1.发射装置：发射装置是雷达中最基础的组成部分，它能够将高频电磁波转化为雷达能够识别的信号，例如矩形、功率等等。
当前，军事雷达的发射装置采用了微波集成电路和功率放大器技术等，使得发射电磁波的能量得到了大大的提高。
2.接收装置：接收装置是一种接收探测信号和目标回波波形的设备。
随着技术的发展，军事雷达的接收器逐渐采用了数字信号处理技术，用于分析和处理雷达反射波测量数据。
传统的模拟信号处理技术被数字信号处理技术所取代。
3.鉴别器：鉴别器是军事雷达中用来确定反馈波是否来自目标的装置。
当前，鉴别器一般采用低噪音放大器技术，减小了接收信号中的噪音，使得鉴别分辨度得到了大幅度提高。
二、应用需求军事雷达技术的发展，最终的目的是满足军事领域中对雷达设备的需求。
军事雷达的应用需求主要可以分为以下几个方面：1. 战术作战：军事雷达应用于战术作战环境中，通过探测和识别目标，实现作战指挥所需要的情报支援。
军事雷达当前已经广泛应用于地面、海面和空中战术作战领域。
2. 战略指挥：军事雷达在战略部署和指挥上也起着关键性作用。
军事雷达可以监控和预警目标，制定专业策略和技术战略，保护国家的重要设施和领土安全。
3. 信息化建设：军事雷达也是军队信息化建设的重要组成部分。
军事雷达可以支持军队指挥信息化、以及战时信息指挥集成体系建设等，实现快速、准确的指挥和协调。
三、市场前景随着现代化战争的快速发展，雷达技术已经成为军事领域的核心竞争力。
据估计，未来十年内，全球军事雷达市场的总收入将超过1000亿美元。
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雷达射频集成电路的发展及应用
作者：黄林锋
来源：《山东工业技术》2017年第24期
摘要：本文概述了雷达射频集成电路技术的特点，是一种以半导体和射频电路技术为基础，一种集信号放大、数据传输和转化功能为一体的技术，并从其发展与演变切入进行研究，探讨了目前常用的几种雷达射频集成电路的发展成果及其应用状况。
关键词：雷达射频集成电路;发展;应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.24.099
现代的雷达系统越来越注重高精度的距离探测与跟踪，还要求较强的抗干扰性、目标识别作用和气象探测功能。
由此，要求完整一套的现代雷达系统包含近万个信号接收器和信号发射装置，这也极大提高了系统的复杂性和设备的成本造价。
雷达系统的现代化除保留上述基本功能，还应减少设备的造价，这推进了射频集成电路在现代雷达领域的研发 [1]。
由无线天线、电磁信号处理器、显示屏幕、控制面板、信号的发射和接收器所组成的现代雷达系统。
目前，射频集成系统已经应用于信号的发射和接收器，下文从射频集成电路在雷达系统的研发入手，通过深入研究，介绍雷达系统目前的几种应用现状。
1 雷达射频集成电路的发展概述
随射频集成技术和信息化在雷达系统中的深入发展，射频集成电路已经演变了好几个架构形态[2]。
以信号接收系统为例，在三十年内演化出三种不同的形态。
在此过程，雷达系统的数字化不断提高，实现某些频段的完全数字化，使射频集成电路向混合集成电路的方向不断发展。
2 雷达系统射频集成电路的发展及应用研究
2.1 射频集成SOC
以单片作为射频电路的集成基板，SiGe和CMOS作为集成射频与数字化特点的技术平台。
技术的快速发展极大提高了射频电路的集成化程度，上部集混合频率、放大频率和合成信号功能为一体，下部集增频、分贝放大功能的器件。
雷声公司（美国）研发的最新设备——X 波段应用了上述技术 [3]，其在实际中具有高性能、减小雷达体积和节约造价的应用优势。
2.2 射频多通道集成电路
在一个集成芯片上集多通道于一体，这种集成电路没有射频集成电路那么多的器件，应用系统的封装工艺，以高度集成化的多通道芯片，实现射频混合电路的性能优化和结构简化。
采
用系统的封装工艺将多个工艺不同芯片集合封装于一个模块，实现不同芯片之间的互相融合，分别包含Si、射频和IC集成芯片和各种电阻元件。
以硅、液晶和FR4等为材料的基板，其芯片之间的相互连接由金属细丝演变到现在的芯片倒装和叠装方式。
最近，美国的西屋公司应用系统级的封装集成电路技术于F22战机的雷达X波段，基于其实际应用中，具有兼容特性、体积小和优良的运行性能。
2.3 基于CMOS工艺的射频集成电路
在射频集成的电路前端的传统工艺，虽然满足功率较大的要求，但其半导体的材料加工难度大，增加其制作成本。
由于近年CMOS技术的不断革新，节约了射频集成电路的造价，提高了GaAs的运行性能。
通过研究以前的CMOS技术存在小跨度、大噪及较差频率特性等的不足，来优化集成电路的运行性能。
基于系统接受的深入研究，减少无源元件的使用数量，研发高性能参数的无源元件，比如噪声控制器。
现在的雷达系统数字化就是应用CMOS技术有机联合射频集成电路和信息的数字化技术，这也是目前射频集成电路不断深入的未来应途径。
2.4 3D射频集成电路
射频集成的电路设计越来越趋向小体积、大功能和低成本的特点，若应用以前的制造技术，则减小设计体积，将会提高生产制造成本。
比如在传统工艺中，要使65nm的尺寸缩减至30nm，将增加原来成本的3倍。
将3D互连技术应用于射频集成电路能，在维持原成本不变情况下，实现在较短距离上的元件叠装。
该技术能够有效减小集成电路的规格，满足客户的带宽要求，来优化稳定射频集成电路，减小系统功耗，提供一个可靠的系统。
传感列阵就是根据3D射频集成电路研制而成的一个综合电路系统。
射频器件和CMOS的数字化元件实现相阵雷达控制系统的阵面处理过程。
2.5 基于超宽带技术的射频集成电路
超宽带技术的射频集成电路是目前一个新的发展热点。
它有穿透能力强、频带兼容性良好的优良性能，有效观察到隐蔽起来的目标，能够抵御较强的电磁干扰，具有准确识别目标的优势，在社会上有实际应用的不错前景。
超宽带雷达和射频集合电路的联合能够有效满足客户的功能需要。
易谱公司（美国）研发的低噪音放大器基于上述技术，将频率宽带放大至75GHz 以上，更好的服务于雷达性能高的要求。
3 结束语
通过简要概述雷达的射频集成技术，尤其是在SoC、多通道、CMOS、3D和超宽带射频电路的发展与应用，为技术的进一步应用提供一个参考。
随着技术革新，希望能在此基础推进雷达射频集成电路技术的进一步发展。
参考文献：
[1]金林，刘小飞，李斌，刘明罡，高晖.微波新技术在现代相控阵雷达中的应用与发展[J].微波学报，2013（Z1）：8-16.
[2]韦保林，韦雪明，徐卫林，段吉海.环境射频能量收集技术的研究进展及应用[J].通信技术，2014（04）：359-364.
[3]李志远，李青坤，温殿忠“射频集成电路设计”课程教学改革的新思路[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2014（06）：23-24.
作者简介：黄林锋（1977-），男，江苏南通人，大专，助理工程师，从事微波射频电路方面的研究。