美國BAE系統(tǒng)公司宣布研發(fā)出新型通用射頻芯片，名為“可重置集成電路所需微波陣列技術(shù)”（MATRIC），是一個嵌入到靈活交換矩陣中的可重置射頻電路陣列。

組成模塊

BAE做出兩代MATRIC芯片，每代芯片都包含4個1-20GHz微波組成單元（MW）、4個直流到6GHz射頻/基帶組成單元（RF/BB），2個0.01-20GHz可配置頻率發(fā)生器（CFG）。芯片架構(gòu)、版圖如下圖所示。

圖為芯片架構(gòu)

圖為第一代芯片實(shí)物圖

圖為第二代芯片實(shí)物圖

工藝和性能參數(shù)

工作頻率直流到20GHz，采用塔爾捷智（TowerJazz）商用180nm SiGe-on-SOI BiCMOS工藝：
1、使用SiGe HBT以達(dá)到高線性度（>+10dBm IIP3），及產(chǎn)生低相位噪頻；
2、使用SOI FET以實(shí)現(xiàn)低損耗開關(guān)；
3、使用高電阻SOI襯底以實(shí)現(xiàn)高片上射頻隔離（>80dB@16GHz）；
4、還使用了差分信號和芯片級倒裝焊球（bump）封裝。

應(yīng)用和意義

能夠替代專用集成電路（ASIC）幫助射頻系統(tǒng)適應(yīng)多種頻率，具有ASIC的尺寸、重量和功耗（SWaP）優(yōu)勢，但無需負(fù)擔(dān)研發(fā)ASIC所需的長周期和高一次性費(fèi)用；能夠讓工程師更快地做出產(chǎn)品原型，研究成果也能更快地投入戰(zhàn)場使用。支持未來射頻子系統(tǒng)在飛行中的動態(tài)重新配置，能夠適應(yīng)變化的電磁環(huán)境，解決通信、電子戰(zhàn)和信號情報系統(tǒng)未來需求。

BAE系統(tǒng)公司資深首席工程師Greg Flewelling說：“MATRIC是一個片上射頻工具盒，覆蓋廣泛的射頻頻率范圍，可滿足不同類型射頻系統(tǒng)的需求，尤其是需要寬頻譜感知、可適應(yīng)動態(tài)和挑戰(zhàn)信號環(huán)境的那些射頻系統(tǒng)”。

資金支持

美國國防先期研究計(jì)劃局（DARPA）“自適應(yīng)射頻技術(shù)”（ART）項(xiàng)目。

ART項(xiàng)目簡介

目標(biāo)是通過開發(fā)一種新型全自適應(yīng)、可重置、并不涉遵循特定波形的射頻架構(gòu)，以顯著提升用于通信無線電的硬件性能。ART支持的“認(rèn)知”無線電能夠在一系列環(huán)境和運(yùn)行條件下進(jìn)行重新配置，可以任何調(diào)制方式運(yùn)行在任何頻段，滿足多種特殊通信。

ART項(xiàng)目將開發(fā)可重置射頻前端，能夠覆蓋10MHz及以下至30GHz及以上頻譜范圍，能夠識別、接收和/或發(fā)送該頻率范圍內(nèi)超過100種軍用和商用波形。該項(xiàng)目尋求在一個封裝中實(shí)現(xiàn)該能力，該封裝要比現(xiàn)有硬件具備更小體積、輕質(zhì)量和低功耗。它還尋求開發(fā)一個前端，科用于檢測和識別特定譜域波形的完整波形靈敏信道和模擬傳感信道。除了維持關(guān)鍵通信鏈路之外，ART還計(jì)劃為士兵和小型無人平臺配備緊湊、有力的信號感知和分析平臺，該平臺能夠表征信號環(huán)境，同時支持無線電平臺在新波形和變化的運(yùn)營要求下的快速部署。

ART項(xiàng)目有四個研究領(lǐng)域，每個領(lǐng)域都聚焦一個自適應(yīng)無線電的具體使能技術(shù)：

1、可在微波及以上頻段（30GHz及以上）工作的運(yùn)算放大器；
2、可重置和可調(diào)諧射頻/微波和模擬傳感器濾波器陣列；
3、低功耗波形信號處理；
4、靈敏波形、可重置RF前端和模擬/混合信號元件。