Obwohl die Integration von Selbstschutzfunktionen in präzisionsgesteuerte Waffen durch DRFM-Mikroelektronik (Digital Radio Frequency Memory) Störungen durch feindliche elektronische Angriffe mildern kann, sind konventionelle DRFM-Mikroelektronikgeräte zu groß, um in modernen intelligenten Waffen verwendet zu werden. Mikroelektronische Geräte, die für das Design von Größe, Gewicht und Leistung (SWaP) für typische Bordelektronik optimiert sind, lassen sich nur schwer in Waffen integrieren.
Um ein neues mikroelektronisches DRFM-Gerät zu entwickeln, das die Anforderungen für die Waffenintegration erfüllt, ist ein neuer und modularer Ansatz erforderlich, der dreidimensionale Stapeltechnologie, fortschrittliche Miniaturisierungstechnologie und Geräteverstärkungstechnologie integriert. Modularität ist kritisch, und es gibt viele Gründe:
• Die modulare Architektur trägt dazu bei, die zukünftige Funktionalität des Geräts zu erhöhen und / oder eine höhere Geräteleistung durch Hinzufügen neuer Platinen in der vertikalen Stapelstruktur von Leiterplatten (PCBs) zu erreichen.Mit neuen Verbesserungen bei HF-Leistung und Signalverarbeitung Fortschritte auf dem Gebiet der Technologie werden ständig kommerzialisiert, und die flexiblen Erweiterungs- und Erweiterungsmöglichkeiten, die durch die modulare Architektur ermöglicht werden, tragen auch dazu bei, auftretende technologische Bedrohungen schnell zu lindern.
• Durch die Trennung der geräuschsensitiven HF-Komponenten von den digitalen Komponenten an anderen Stellen im Modul kann die gesamte Sensorkette ein höheres Leistungsniveau erreichen.
• Die Modularisierung hilft, mögliche Anomalien im Herstellungsprozess frühzeitig zu erkennen und zu beheben, um zu verhindern, dass diese Anomalien nach der vollständigen Montage des DRFM-Moduls irreversible Folgen haben, was den Fertigungszyklus verkürzt, die Produktionseffizienz erhöht und Herstellkosten spart. Hat eine wichtige Bedeutung.
Optimierung von analogen Schaltungen
In einem typischen DRFM-Gerät ist der größte Teil des zuweisbaren Entwurfsraums durch analoge Komponenten und entsprechende Schaltungen belegt.Eine einfachste Möglichkeit, ein Gerät zu miniaturisieren, besteht darin, die Anzahl der in der Materialliste enthaltenen Komponenten zu reduzieren.Obwohl diese Methode einfach ist Es ist einfach, aber schließlich ist der Platz zum Reduzieren der Anzahl von Vorrichtungen begrenzt, und die Verringerung der Anzahl von Vorrichtungen wird unvermeidlich die Gesamtleistung der Vorrichtungen nachteilig beeinflussen, daher müssen andere Wege zur Miniaturisierung der analogen Schaltungen von DRFM-Vorrichtungen erforscht werden.
Allerdings nur die Größe der analogen Schaltungen zur Geräteoptimierung DRFM zu reduzieren, ist nicht genug. Ein typisches Anwendungsumgebung von intelligenten Waffen verlangt, dass alle Komponenten innerhalb des Gerätes DRFM sollten die schwerste vorhersagbare Aufgabe Ausführungsumgebung zu widerstehen, verstärkt werden. Kleine DRFM Modul muss fähig sein hochfrequenten mechanischen Vibrationen, hohe Beschleunigung bei Abschuss, extremen thermischen Schock, Feuchtigkeit, extreme Umgebungsbedingungen Test Meerwasser oder anderen korrosiven Umgebungen zu widerstehen, etc., um die Anforderungen der Miniaturisierung und effektive Verstärkung zu erfüllen, Architekt DRFM Geräte wir müssen die analoge Schaltung gründliche Bewertung neu zu gestalten.
Zu diesem Zweck haben die Vereinigten Staaten ein System Mercury micro RF Multi-Chip-Modul entwickelt (die MCM). Die Größe des Pakets Größe des Moduls DRFM Geräte typischeren Analogschaltung drei Mal reduziert wird, kommerzialisiert wurde. Bottom-Modul ist ein Ball-Grid-Array ( ein BGA), in dem die Lötkugeln können durch die Leiterplatte und die gewünschten Signalleistung erhalten werden. die schwere Raumbegrenzungseinrichtung Berücksichtigung Mercury Systeme ausgewählt, und ein spezielles Leiterplattenmaterial verwenden, ist ein Abwägen Gerät mechanische Integrität und thermische Auslegung.
Wenngleich die Bedingungen es erlauben, kann die Verwendung von Bare-Chip-Komponenten eine Miniaturisierung von HF-Multichip-Modulen erreichen, jedoch können nicht alle Komponenten in Form von Chips integriert werden, so dass auch die Chip-Draht-Struktur und die Oberflächenmontagetechnologie möglich sind Muss in das Design des Moduls integriert werden.Unter der Prämisse, kein Zuverlässigkeitsrisiko zu gewährleisten, muss besonderes Augenmerk auf die Minimierung des Platzbedarfs von Nicht-Werkzeugkomponenten und anderen Strukturen gelegt werden.Zurzeit können sich nur wenige Hersteller in einer einzigen Produktionswerkstatt befinden. Die Schaffung dieser Art von gemischten Produktionskapazitäten: Die Unternehmen, die den Produktionsumfang erweitern und Massenproduktion realisieren können, sind noch seltener.
Im Zuge der Miniaturisierung muss die Packungsdichte von Komponenten innerhalb eines Multi-Chip-Moduls den mechanischen Integritätsanforderungen des Geräts entsprechen, um die Anforderungen an die mechanische Integrität des Geräts und die Abmessungen, das Gewicht und den Stromverbrauch des Geräts zu erfüllen. Unter Umständen wurde die Packungsdichte von Multichip-Modulen erfolgreich maximiert, indem die Höhe der Leiterplatte optimiert und die Dicke der Trennwand der Modulleiterplatte verringert wurde.
Digitale Schaltungsoptimierung
Typische digitale Schaltungskomponenten für das DRFM-Modul sind nicht flüchtiger Speicher und ein Prozessor oder ein FPGA (Field-Programmable Gate Array) .Um die intensiven Verarbeitungsanforderungen von DRFM-Anwendungen zu bewältigen, müssen Geräte typischerweise mehrere Gigabyte Speicher aufweisen. Mit den Einschränkungen der Raum- und Robustheitsbedingungen, die von den oben erwähnten Mikro-DRFM-Vorrichtungen zu erfüllen sind, ist es unmöglich, eine solch große Speicherkapazität zu erreichen, indem weiterhin die herkömmlichen Dual-In-Line-Speichermodule (DIMMs) verwendet werden.
Speichervorrichtungen mit einer mechanischen und elektrischen Schnittstelle mit einer Kugelgitteranordnung sind von kommerziellen Speicherherstellern erhältlich.Die Zuverlässigkeit von bedrahteten Lotkugel-Gitterarray-Vorrichtungen in militärischenAnwendungen wurde demonstriert, jedoch erfordert die DRFM-Anwendung Die Speicherkapazität kann die Speicherkapazität eines einzelnen BGA-Speichergeräts, das vom Speicherhersteller bereitgestellt wird, übersteigen.Dies bedeutet, dass der wertvolle Platz in dem digitalen Modul des Mikro-DRFM-Gerätsdurch mehrere Speichervorrichtungen schnell verbraucht wird Dem DRFM-Stapel wird eine zusätzliche dedizierte Speicherplatine hinzugefügt.Dieses Verfahren opfert jedoch den ohnehin knappen dreidimensionalen Raum und erhöhtauch die gesamte Entwurfskomplexität des Geräts erheblich.
In den letzten Jahren hat die dreidimensionale Packaging-Technologie große Fortschritte gemacht.In einem einzigen Package-Prozess kann die Verwendung von mehreren Speichervorrichtungenmit Fehlerkorrektur-Steuerfunktionen, vertikaler Stapel- und Verbindungstechnologiebis zu 85% der zweidimensionalen verglichen mit der planaren Anordnung mit diskretenVorrichtungen sparen Platinenplatz.Dieses Platzsparen wird ohne Einbußen bei den Gerätespezifikationen erreicht.Mit diesem 3D-Packaging-Schema können bis zu 18 Speicherzellengeräte in einemeinzelnen hochzuverlässigen Modul integriert werden. Die Notwendigkeit für die meisten verarbeitungsintensiven Anwendungen.
Vertikales Stapeln der Speicher unter Verwendung des dreidimensionalen Raum ohne Vorrichtung zu opfern. Integrierte Speichermoduls erzeugen kann, weniger als 2,5 mm Höhe moderner Chip-Ausdünnungsprozess unter Verwendung von auf der Grundlage der verfügbaren Raum, das untere Ende der Speichervorrichtung auf der Rückseite der Leiterplatte sein kann von Vorteil, solche anderen Bestandteile können als integrierter Teil des Raums vor der Leiterplatte gelöst werden.
Auf der nächsten Generation von intelligenten Waffen - Sinn und Vorschlag
Derzeit schneller die Entwicklung von Sicherheitsbedrohungen als je zuvor. Daher ist die HF-Leistung und Komplexität von Waffensystemen Integration innerhalb des Mikro-elektrischer Geräte erforderlich waren weiterhin nur zu verbessern. Miniaturisierung von mikroelektronischen Bauelementen zu realisieren und die Entwicklung der nächsten Generation zu stärken Smart-Waffen sind nicht genug, müssen wir aus der Perspektive der Gesamtoptimierung und modularen Systems gehen die praktischen militärische Anwendungsszenarien für Geräte gezielten Design kombiniert.
Die Anwendung der Präzisionsführung Technologie ist ein wichtiger Meilenstein in der Verteidigungsindustrie des 20. Jahrhunderts, das 21. Jahrhundert, die Einführung von DRFM Mikroelektronik-Technologie, wird erwartet, dass präzisionsgelenkten Waffen haben die Fähigkeit, zu schützen, sich gegen feindliche elektronische Kriegsführung Angriffe, wird die Geschichte der Entwicklung von intelligenten Waffen zu machen und Ein wichtiger Fortschrittsknoten: Die Verteidigungsindustrie sollte diesen Fortschritt in der kommerziellen Technologie nutzen, um den Einsatz und das Upgrade von Mikroelektronikplattformen für intelligente Waffen zu innovieren.