BAE研发出0-20GHz可重置射频芯片，支持电子战和通信系统的快速自适应

美国BAE系统公司宣布研发出新型通用射频芯片，名为“可重置集成电路所需微波阵列技术”（MATRIC），是一个嵌入到灵活交换矩阵中的可重置射频电路阵列。

组成模块

BAE做出两代MATRIC芯片，每代芯片都包含4个1-20GHz微波组成单元（MW）、4个直流到6GHz射频/基带组成单元（RF/BB），2个0.01-20GHz可配置频率发生器（CFG）。芯片架构、版图如下图所示。

图为芯片架构

图为第一代芯片实物图

图为第二代芯片实物图

工艺和性能参数

工作频率直流到20GHz，采用塔尔捷智（TowerJazz）商用180nm SiGe-on-SOI BiCMOS工艺：
1、使用SiGe HBT以达到高线性度（>+10dBm IIP3），及产生低相位噪频；
2、使用SOI FET以实现低损耗开关；
3、使用高电阻SOI衬底以实现高片上射频隔离（>80dB@16GHz）；
4、还使用了差分信号和芯片级倒装焊球（bump）封装。

应用和意义

能够替代专用集成电路（ASIC）帮助射频系统适应多种频率，具有ASIC的尺寸、重量和功耗（SWaP）优势，但无需负担研发ASIC所需的长周期和高一次性费用；能够让工程师更快地做出产品原型，研究成果也能更快地投入战场使用。支持未来射频子系统在飞行中的动态重新配置，能够适应变化的电磁环境，解决通信、电子战和信号情报系统未来需求。

BAE系统公司资深首席工程师Greg Flewelling说：“MATRIC是一个片上射频工具盒，覆盖广泛的射频频率范围，可满足不同类型射频系统的需求，尤其是需要宽频谱感知、可适应动态和挑战信号环境的那些射频系统”。

资金支持

美国国防先期研究计划局（DARPA）“自适应射频技术”（ART）项目。

ART项目简介

目标是通过开发一种新型全自适应、可重置、并不涉遵循特定波形的射频架构，以显著提升用于通信无线电的硬件性能。ART支持的“认知”无线电能够在一系列环境和运行条件下进行重新配置，可以任何调制方式运行在任何频段，满足多种特殊通信。

ART项目将开发可重置射频前端，能够覆盖10MHz及以下至30GHz及以上频谱范围，能够识别、接收和/或发送该频率范围内超过100种军用和商用波形。该项目寻求在一个封装中实现该能力，该封装要比现有硬件具备更小体积、轻质量和低功耗。它还寻求开发一个前端，科用于检测和识别特定谱域波形的完整波形灵敏信道和模拟传感信道。除了维持关键通信链路之外，ART还计划为士兵和小型无人平台配备紧凑、有力的信号感知和分析平台，该平台能够表征信号环境，同时支持无线电平台在新波形和变化的运营要求下的快速部署。

ART项目有四个研究领域，每个领域都聚焦一个自适应无线电的具体使能技术：

1、可在微波及以上频段（30GHz及以上）工作的运算放大器；
2、可重置和可调谐射频/微波和模拟传感器滤波器阵列；
3、低功耗波形信号处理；
4、灵敏波形、可重置RF前端和模拟/混合信号元件。