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信息化武器装备的精灵_军用微电子技术

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・当代最具影响力的军事技术(十)

信息化武器装备的精灵

———军用微电子技术

军事科学院军事百科研究所

兵器的发展在经历了冷兵器时代和热兵器时代后,现在正进入信息兵器时代。这一时代的显著特点是武器装备信息化和信息武器装备化,其核心是大规模地使用微电子技术。微电子技术在军事领域的应用,使武器系统的体积、质量和功耗大大减小,可靠性大大提高,作战效能和威力显著增强。“微电子技术对当今防务的重要性,无异于第二次世界大战的原子弹”。

“微电子”,不是“微型的电子”,而是“微型电子电路”;“微电子技术”则是“微型电子电路技术”,即指微小型电子元器件和电路的研制、生产,以及用它们实现电子系统功能的技术。在此领域中,最关键的是集成电路技术。所谓集成电路是将晶体管、二极管等有源元件和电阻器、电容器等无源元件按照一定的电路互连,采用一系列特定的工艺技

术,集成在一块半导体材料(如硅或砷化镓晶片)上,用作特定的电路或实现完全特定的系统功能。集成电路主要包括存储器、微处理器、专用集成电路和功率集成电路。集成电路按功能可分为数字集成电路、模拟集成电路和微波集成电路。按集成度又可分为小规模、中规模、大规模和超大规模(军用的称超高速,VHSIC)集成电路。

军用微电子技术具有以下几个特点:一是技术参数及可靠性指标要求高,以保证长寿命、高可靠性工作;二是研制难度大,需要特殊电路设计和多种工艺在线处理;三是多品种,小批量;四是能在较恶劣的环境下工作,要求耐高温、耐潮湿、抗辐射、耐冲击、抗振动,对封装技术要求苛刻等。

军用微电子技术是现代军事技术与武器装备的基础技术。据资料显示,按成本计算,以微电子技术为核心的电子设备,在现代作战系统中,占了相当大的比重。如,军舰为22%,战车为24%,飞机为33%,导弹为45%,航天器则达到66%。半导体微波功率器件是现代武器系统的关键器件,它直接运用于军用雷达、预警飞机、军用通信系统以及电子战中。相控阵雷达成百上千天线单元就是用微波、毫米波单片集成电路(IC)制作发射组件,以实现相控阵天线的自适应控制。超高速集成电路(VHSIC)比

一般集成电路信息吞吐量高100倍,处理能力高10倍,所以电子对抗中的射频存储器、雷达的高速实时信号处理电路和高速军用计算机都迫切需要采用VHSIC。VHSIC不仅是陆军、海军、空军主要武器系统的技术基础,也是各种战术导弹和卫星系统的技术基础。在各种卫星中,恶劣的空间工作环境要求器件具有长寿命、低功耗、抗辐照等特点,卫星电子系统中所

使用的各种微电子器件是决定卫星性能和寿命的主要因素。模/数(A/D)、数/模(D/A)信号转换器,是微电子化多功能武器和导弹系统的关键集成电路,在箭(弹)上计算机中,A/D、D/A转换器作为制导计算机的重要接口电路,检测和控制飞行中很多参数,对实现精确制导和稳定飞行尤其重要。A/D、D/A器件可几乎用于所有武器系统中,如通信、电子战、信息战、导航和潜艇等系统,并可大大提高武器性能。微电子器件是军事通信设备的核心,各种专用的通信集成电路可保证保密通信得以实现。

军用微电子技术在军事领域中的应用,实现了军用电子装备的小型化、轻型化、轻量化和高可靠性,使武器装备性能发生革命性变化。例如,微电子技术在雷达中的应用,使20世纪80年代的

机载相控阵雷达与60年代的雷达相比,其功能提高了6×103倍,平均无故障间隔时间提高了230倍,重量和功耗降为原来的1%。精确制导武器采用了微电子技术,命中率提高1 ̄2个数量级,体积重量也大大减少。由于超大规模集成电路的推进,微波与毫米波单片集成电路(MMIC)的问世,使武器系统出现了质的变化,出现了许多高精尖武器系统,具有代表性的有:固体相控阵雷达、合成孔径雷达卫星、预警飞机、车载C3I系统、各种高精度导弹、军用定位卫星以及

战争的模式。

(此文根据《现代武器装备概论》等摘编)

(未完待续)

(本栏责任编辑

胡东霞)

军用仿真、作战模拟、综合电子战系统等。

微电子技术在计算机中的应用,促进了人工智能发展,使武器系统具备逻辑判断、推理和自动攻击能力,对武器系统发展将产生划时代的影响。军用大型计算机系统使用功能强大的微处理器芯片,可进行各类模拟仿真、处理各种复杂战场形势变化。

随着微电子向巨大规模集成方向发展,武器装备正日趋智能化,各种武器将具有各自的“智商”,以适应信息化战争的要求。今后还将发展微波能武器、强

激光武器、微电子孤子武器、逻辑炸弹和微电子微机器士兵,等等。21世纪,微电子技术及其产品将继续向高性能化、高智能化、低电压和微型化方向发展,微电子技术将更广泛地应用于武器系统中。据专家预测,在未来20年中,在微电子领域,一大

批新技术将得以发展和应用,具体包括:微机电系统、纳米电子技术、超导微电子技术和有机微电子技术等。这些新技术的出现及投入使用,将对武器系统乃至未来作战模式产生巨大影响。智能化武器将得到普遍应用,一批新概念武器将可能出现,从而改变未来

简讯

北京市怀柔区武装部组织即将入伍的新兵登上慕田峪长城,进行庄严的入伍宣誓,聆听老革命讲述长城保卫战的故事,接受国防教育。同时,他们还组织新兵进军营,参观空军某部“英雄营”陈列馆,观看官兵的队列表演,参观连队的内

务,并组织部分新兵亲手整理内务,体验部队生活,感受军营氛围。通过系列教育活动,使新兵更加热爱家乡,了解部队,增强了荣誉感和使命感。

(田一农巫捷李仁利)


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