2016年1月中旬,美国国防先期研究计划局(DARPA)“商用时标阵列”(ACT)项目取得重大进展,开发出可进行超高速模拟——数字信号转换的模数转换器(ADC),采样速率达到史无前例的每秒600亿次,是现有商用ADC的10倍,足以探测和分析30GHz及以下频谱内的任何信号,基本覆盖现有雷达、通信和电子战等武器装备的工作频段,将显著提升士兵在战场上的态势感知能力。
该ADC可提供一站式信号处理能力,克服现有ADC仅能对一小段频谱进行转换的缺陷,改变以往需针对特定频段进行高成本、长时间定制开发的局面,避免对任何企图进行干扰或者其他通信的雷达数据的遗漏,以及提高对频谱威胁的反映速度,将保证基于频谱的武器装备在复杂竞争性电磁环境中的正常运转。
该ADC在带来惊人采样率的同时,也对数据处理能力提出巨大挑战。ADC中采样部分每秒采样产生的数据量达到1太比特,意味着巨大能耗,以及ADC中的数字信号处理能力也需达到同样量级,并可通过对数据量的有效降级,使之与相邻电子器件的数据处理能力相匹配,从而进一步对设计和制造工艺提出苛刻要求。
该ADC由格罗方德已获国防部可信认证的32纳米绝缘体上硅(SOI)先进工艺制造,在满足功耗要求的情况下达到所需数据转换能力。该ADC下一步计划使用格罗方德最新的14纳米工艺,使功耗降低50%,体积更小、质量更轻,采样精度更高。
根据ACT项目经理特洛伊·奥尔森表示,由于国防部与先进代工厂间的长期合作,武器装备不断从半导体器件技术发展获益。此次技术突破正是源于项目执行者、创新设计和先进制造工艺间的通力合作。目前的结果非常接近设计预期。
随着电磁频谱争夺的日趋激烈,国防部亟需找到更有效利用频谱的方式,以满足未来更多设备接入电磁频谱的需求,以及达到在2020年前为商业需求释放出500MHz的需求。为能够在频谱竞争环境中更有效地使用频谱和保护武器系统,除ACT项目外,DARPA还开展了“无线电地图”(RadioMap)、“雷达和通信共享频谱接入”(SSPARC)等数个项目。RadioMap目标是减少复杂环境中的通信拥堵和干扰问题,SSPARC目标是增加军用雷达和通信系统、以及商用通信系统间的频谱共享。
联系客服