电子资讯美国雷达电子元器件技术先进并不妨碍中国雷芒果体育达技术超越

2023-04-24 12:53:10

　　芒果体育第十届雷达博览会已落幕，从中我们看到了国产雷达领先的一面，也看到了在“卡脖子”之下的电子元器件国产化替代的努力。

　　雷达是芯片领域的集大成者，这里面不但集成着计算芯片，更汇集了最先进的射频芯片、大功率密度和高能效芯片。其中任何一项落后都意味着拖累雷达整体水平的发挥（木桶短板理论）。

　　在会展上，中电科772所展示了我国最先进ADC芯片、DSP芯片（数字信号处理技术 ）、FPGA芯片，也显示了在“卡脖子”之下，我们在计算芯片领域与美国的差距。

　　ADC芯片全称模拟数字转换器，这是一个将射频模拟信号转换成为数字信号的转换器（芯片）。从模拟信号转化为数字信号的转换过程处理要经过采样、保持、量化、编程四个阶段。ADC芯片先进与否指标一看速度，二看精度。速度的指标是带宽度，而精度则是数字化带宽“率”。随后ADC的转换出来的数据交给DSP芯片处理。

　　中电科772所在会展上介绍了该所最先进的ADC芯片，它的采样率达9GHz，转换率达3Gps，可四发四收，量化精度达到14Bit。采用28纳米工艺芒果体育，拥有6900万个门电路。但这还不是中国最先进的ADC，目前世界最先进的ADC是中电科28所的魂芯系列与中电科14所华睿系列。在ADC芯片方面中国之所以领先，其原因就是美国根本不研发了，转而研发更先进的FPGA芯片。

　　FPGA芯片是现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array)的缩写，与CPU、GPU等功能固定芯片不同，它可以根据用户的需求修改底层逻辑，从而实现集成电路芯片的硬件重构，并重新定义其功能。说白了，FPGA芯片不是一款专门为雷达研发的芯片，装有该芯片的雷达可以根据前端的射频芯片与后端的电源芯片的参数，随时修改数据，也就是说芒果体育，它能满足随时迭代升级。

　　FPGA芯片既解决了定制电路（CPU、GPU）的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。可以从以下几个方面看下FPGA芯片优势，

　　一、它优化的可重配置单元阵列，随时修改协议，这意味着它支持雷达跳频，这一点在电子战很重要。

　　二、雷达的快速迭代决定了它的不确定性太多，FPGA芯片正好可以提供不确定性解决方案，特别是在雷达通讯与AI领域方面提供支持。

　　三、FPGA对于复杂信号的处理性很强，可以处理多维信号，比传统计算机具有更快的速度，进而提高雷达的识别效率。

　　四、FPGA还可以构建一个嵌入式的底层环境，然后在此之上编写一些嵌入式软件，事务性的操作更加繁杂一些，对FPGA的操作较少。这可以减少操作人工工作量电子资讯。

　　五、FPGA的多通道还很节能，它可以多通道控制T/R模块，进而合理安排它们任务。它的多通道还使它对图形的识别能力特别强，这有利于雷达成像。

　　美国的FPGA芯片将ADC芯片、DSP芯片全部集成在里面，这一点，目前只有美国能做到，排名第二的中国只能做到将DSP芯片集成到里面。但令人尴尬的是，美国在FPGA芯片尽管世界第一，但它内置ADC的采样率只有5GHZ，而中电科772所的ADC采样率高达9GHZ，这个宽带明显大于美国的FPGA芯片。从这方面来讲，中国的设计可为雷达提供更宽的带宽，也就提高更好对目标的识别度。

　　另外，上面提到，决定雷达性能的不止是计算芯片，还有射频芯片，电源芯片。这两块都需要用到氮化镓材料，在这方面，美国也是先行者，在研究方面也可能处于领先地位，但是在产业化方面，美国已远远落后于中国。

　　美国在芯片设计与芯片制造方面具有比中国更大的优势，所以设计生产出来的芯片比我们更先进。这一点，我们不得不承认，但是它并不妨碍中国雷达技术的领先地位。

　　就像FPGA芯片一样，尽管它已经进入了很多产业，并发挥了关键性作用，但在雷达方面，这是一款为了先进性而了带宽的产品，实际上，这款产品是美国赛灵思在2019的研发的产品，此后再无新品。应该说赛灵思不是研制不了更先进的FPGA芯片，而是它无法满足追赶对手要求。反观我们772所研发的FPGA芯片，它里面不包括ADC芯片的，为的就是单独的ADC保持雷达的带宽。

　　其次在雷达技术集成方面，我们的双波段、综合桅杆可对比一下伯克Ⅲ与福特号。这里特别提一朱姆沃尔特，这船技术先进吧？可是是个绣花枕头，中看不中用，成了美军鸡肋。所以技术先进并不代表实用。

　　还有就是在产业化方面，我们是点突破面开。在产业布局下，氮化镓相关技术突破后，相关的企业也如雨后春笋般的发展起来，当国外还将其视为高科技产品时，我们这里已是白菜价了。在这次雷达展上，我们还展示了YLC-16S远距警戒雷达，还道次展示了YLC-21雷达，这些都是能能量反隐身雷达，这显示出功率对雷达是何等重要，这都有赖于我们在第三代半导体材料方面的发展。