2015年8月和9月，美国国防先期研究计划局（DARPA）微系统技术办公室（MTO）先后发布了两个有关真空电子器件的项目征询书。2016年4月和5月，DARPA为每个项目分别选择了三家企业，并签订项目合同，开启下一代真空电子器件的研究。
从60多年前起，固态电子器件就开始在无线电、计算机、其他电子和射频设备中替代真空管。尽管我们目前已身处“硅”时代，但起源于19世纪的真空电子器件（VED）仍然出现在我们每天的生活中，如微波炉加热食物用的微波即来源于磁控管。
现阶段正在使用的大多数VED，包括行波管（TWT）、速调管、交叉场放大器、磁控管、回旋管等，都是在20世纪前50年的产物，后续坚持不懈的努力带来的是性能和可靠性的显著改进。
VED在军事应用中具有明显优势，如工作频带超越3个频程，单个设备的输出功率就可达数千瓦，且不易受到电磁脉冲的损害，意味着VED可产生不易被阻塞和干扰的“大”信号，成为大量军事、民用和商业射频和微波系统的必选。
对于高功率、宽带、高效率的军用系统而言，VED的重要性不言而喻。目前美国国防部军用系统中正在使用的VED总数超过20万个，为海陆空天的重要通信和雷达系统提供服务，系统支持需求超过2050年；几乎所有的卫星都在使用宇航级TWT，这些TWT在效率大于70%条件下的在轨平均失效时间超过1000万小时。
军用系统需要高速数据传输以实现网络中心能力和满足不断增加的态势感知需求。这些都要求VED的工作频率向更高频段（60GHz，94GHz）迁移，以及从传统射频通信转到自由空间光（FSO）通信（也被称为激光通信）。更高射频频段将带来更大的通信能力，以及减小尺寸，对军民用市场都构成巨大吸引力。
在更高频段工作意味着巨大挑战，因为固态放大器和VED的有效功率都随着频率的上升而快速下降，而且在毫米波范围内，有效功率还进一步遭受大气衰减。为此，DARPA提出并启动了“投入”（INVEST）和“浩劫”（HAVOC）两个项目。
“创新性真空电子科学和技术”
研发下一代VED，能够工作在75GHz以上毫米波频率范围，制造工艺更精细，通用性更强，又可有效控制成本。
通过在新型建模、先进制造、器件理论和设计、创新注波互作用结构、阴极科学和技术等领域展开基础研究，为下一代真空电子器件奠定科学和技术基础。
4年
1000万美元。
DARPA在2016年4月份分别与Teravac、Leidos、Ceradyne（已是3M先进材料部门）公司签订了项目合同，第一阶段授予的研发资金分别是58.3万、85万和19.3万美元。
“高功率真空电子放大器实现压倒性优势”
以颠覆性方法实现具备线性放大功能的全新紧凑型、高功率、宽带毫米波VED，可工作在更高频段，具有更大的输出功率和带宽，以及足够小的体积，可置于移动和机载平台中。
将以全新方法来设计和制造放大器电子枪、束流输运机制、注波互作用结构、收集极、真空窗和热管理等，以实现全集成VED放大器。电源、发射天线、外部波导、激励器、测试测量设备等部分尽可能使用现有器件。无法实现线性放大、使用功率合成方法、仍停留在现有频段的VED均不在研究之列。
4年
3000万美元。
HAVOC在2016年5月分别与诺格、L-3通信、通信和功率产业（CPI）公司签署了项目合同，第一阶段授予的研发金额分别是236万、298万和580万美元。
联系客服
