日本選這個,性能比薩德還要強,最重要的是用了很多日本的技術氮化镓(GaN)器件就是日本富士通的,探測距離一下子暴增
1.5倍,非常厲害
======================================================================================
【日本选择美国新雷达,探测距离远超“宙斯盾”】据路透社报道,日本已选择美国洛克希德·马丁公司的“远程识别雷达”(LRDR)而不是雷神公司的SPY-6雷达作为其陆基宙斯盾的主要传感器。前述两种雷达的目标检测距离,均比日本或美国现有的“宙斯盾”系统的SPY-1雷达超出数倍。
日本国防官员说洛克希德公司的雷达是由于其搜索能力和生命周期成本以及其他因素而被选中的。
日本计划在2023年购买两座陆基宙斯盾系统用于执行导弹防御任务,这有助于缓解与华盛顿的贸易摩擦,并提供针对朝鲜和TG弹道及巡航导弹的防御能力。
日本军方人士仍然认为朝鲜是一个直接的危险,但他们认为TG不断增长的军事力量是一个更大的长期威胁。
“远程识别雷达”(LRDR)是美国海军将在阿拉斯加建立的弹道预警/识别雷达,第一座LRDR阵地预计于2019年在阿拉斯加Clear空军基地开工建造并于2020年完成交付美军使用。
与洛马的“太空篱笆”雷达系统类似,LRDR是一个采用氮化镓(GaN)器件的高功率S波段雷达,相比传统材料而言,氮化镓具有更优的高压导电性能,可以产生更强大的雷达波束。据专家估计,这种材料可使雷达探测距离增加至少50%,使搜索能力提升5倍。
通过使用内在的硬件宽禁带特性和先进软件算法,增加了超远距离识别威胁的能力。洛马公司综合作战系统和传感器业务副总裁卡尔称:“洛马成熟的可扩展的基于GaN的S波段技术提供了高性能弹道弹道防御能力。”
LRDR是MDA弹道导弹防御系统(BMDS)的战略性国家资产的一部分,将提供24/7/365采样、跟踪和识别数据,以支持国防系统锁定和预防弹道导弹威胁,该能力来源于洛马公司为美国和盟国政府在研发弹道导弹防御系统方面已经积累的数十年经验。
【图7】传统上,针对弹道导弹是用UHF预警,但用X波段扫描,因为前者的侦测距离远但分辨率低(看的远看的广但看不清),后者则相反(看的清但看的近看的窄),所以用UHF扫描并侦测到后,可以交给海上的X波或萨德的X波主动阵列雷达做精确的识别。但LRDR则是采用介于UHF和X波段中间的S波,透过氮化镓(GaN)技术提升侦测距离后,可以达到预警与识别的双重功能。
洛马也曾用LRDR的技术与雷神竞标下一代“宙斯盾”舰的AMDR雷达计划,但被雷神的方案(图8)击败。今年年初就曾发新闻稿说已完成LRDR与陆上宙斯盾的整合,就是针对日本的订单。【图9】可看到藉由GaN延伸的侦测距离,陆上“宙斯盾”已经不只看大气层,连太空目标都要纳入监控了。
来源:CA168中自网| 发表时间:2017-12-21 点击:676
12月6日至9日美国加利福尼亚州的IEEE半导体接口专家会议(SISC2017)上,日本富士通公司及其子公司富士通实验室公司(Fujitsu Laboratories Ltd)介绍了据称是第一个室温下实现单晶金刚石和碳化硅(SiC)衬底焊接,关键是这两者都是硬质材料,但具有不同的热膨胀系数。
使用这种技术散热可以高效率地冷却高功率氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT),从而使功率放大器在高功率水平下稳定工作。
传统GaN HEMT——SiC衬底散热
近年来,高频GaN-HEMT功率放大器已被广泛用于雷达和无线通信等远程无线电领域,预计还将用于天气雷达观测局部暴雨,或者即将出现的5G毫米波段移动通信协议。对于这些使用微波到毫米波频段雷达或无线通信系统,通过提高用于传输的GaN-HEMT功率放大器的输出功率,无线电波能够传播的距离将增大,可扩展雷达观测范围,实现更远和更高容量的通信。
图1 传统GaN HEMT功率放大器
图1中,GaN HEMT功率放大器的一些输入功率会转化成热量,然后分散到SiC沉底。由于提高雷达和无线通信的射程和功率也增加了器件产生的热量,这对其性能和可靠性产生不利影响,因此需要将器件热量有效地传输到冷却结构(散热片)。
金刚石-SiC散热
尽管SiC衬底具有相对较高的导热率,但是对于具有越来越高的功率输出的器件而言,需要具有更好的导热率的材料以有效地将器件热量运送到冷却结构。 单晶金刚石具有非常好的导热性-几乎是SiC衬底的5倍 - 被称为可以有效散热的材料。
金刚石-SiC键合方法
为了将单晶金刚石键合到作为冷却材料的器件上,正常的生产过程使用氩(Ar)束去除杂质,但这会在表面形成低密度的受损层,这会削弱单晶金刚石可能形成的键合。此外,使用诸如氮化硅(SiN)的绝缘膜用于键合,由于SiN存在热阻会削弱导热性。
为了防止Ar束在金刚石表面形成损伤层,富士通开发了一种技术,在暴露于Ar束之前用极薄的金属膜保护表面(见图2)。 为了确保表面是平面的(为了在室温下良好的键合),金属膜的厚度需限制在10nm或更薄。
图2 与金刚石键合的GaN HEMT功率放大器结构
这种技术被证实可以防止Ar束暴露后在金刚石表面形成损伤层(图3),从而提高了键合强度,从而使得单晶金刚石在室温下与SiC衬底键合。
图3 Ar束暴露后的金刚石截面
热阻测试结果
在室温下测量了粘样品的热阻,发现SiC /金刚石界面的热阻极低,为6.7×10-8m2K/W。使用这一测量参数进行的仿真表明,该技术将显着降低200W级GaN-HEMT器件的热阻,降至现有器件的61%(相当于表面温度降低80°C),见图4。
图4 200W级GaN HEMT功率放大器仿真对比
因此这种技术可以用于生产具有更高输出功率发射器的GaN-HEMT功率放大器。 当用于天气雷达等系统时,用于发射器的GaN-HEMT功率放大器可望将雷达的可观测范围提高1.5倍,这样可以更快地检测到能够产生突然暴雨的积雨云,从而为灾难做好准备。
富士通计划
富士通计划利用该技术评估GaN-HEMT的热阻和输出性能,并计划在2020年将其应用于高输出、高频功率放大器,应用于气象雷达和5G无线通信系统。
日本防务省提供研究资助
该研究获得了日本防务省采购、技术与后勤局(ALTA)设置的“安全创新科技计划”(the Innovative Science and Technology Initiative for Security)。
这项研究部分得到了日本国防部收购,技术和后勤局(ALTA)设立的创新科技安全倡议的支持。
內文搜尋

X