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/j.cnki.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.微波新技術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。
