Embora a integração de capacidades de autoproteção em armas guiadas com precisão através da tecnologia de microeletrônica de memória de radiofreqüência digital (DRFM) possa mitigar a interferência de ataques eletrônicos hostis, os dispositivos microeletrônicos DRFM convencionais são grandes demais para serem usados em armas inteligentes modernas. Dispositivos microeletrônicos otimizados para tamanho, peso e consumo de energia (SWaP) projetados para eletrônicos típicos são difíceis de integrar em armas.
Para criar um novo dispositivo microeletrônico DRFM que atenda aos requisitos de integração de armas, é necessária uma abordagem nova e modular que integre a tecnologia de empilhamento tridimensional, tecnologia avançada de miniaturização e tecnologia de reforço de dispositivo A modularidade é fundamental, e há muitas razões:
• A arquitetura modular ajuda a aumentar a funcionalidade futura do dispositivo e / ou a obter maior desempenho do dispositivo, adicionando novas placas na estrutura de pilha vertical da placa de circuito impresso (PCB) Com novas melhorias no desempenho de RF e processamento de sinal Os avanços no campo da tecnologia estão sendo constantemente comercializados, e os recursos flexíveis de atualização e expansão de dispositivos trazidos pela arquitetura modular também ajudam a aliviar rapidamente as ameaças tecnológicas emergentes.
• Separar os componentes de RF sensíveis a ruídos dos componentes digitais localizados em outros locais do módulo permite que toda a cadeia de sensores atinja um nível mais alto de desempenho.
• A modularização ajuda a identificar e resolver anomalias potenciais no processo de fabricação em um estágio inicial para evitar que essas anomalias causem conseqüências irreversíveis após o módulo DRFM ser totalmente montado, o que reduz o ciclo de fabricação, aumenta a eficiência da produção e economiza custos de fabricação. Tem um significado importante.
Otimização de circuitos analógicos
Em dispositivos DRFM típicos, a maior parte do espaço de design podem ser alocados foram ocupados pelos respectivos circuitos e componentes analógicos. Dispositivos miniaturizados maneira mais fácil de conseguir isso é para reduzir os componentes número de inventário contidos no material. Embora este método é simples fácil, mas afinal de contas, um número limitado de dispositivos para reduzir o espaço, mas também afetam negativamente o desempenho geral do dispositivo será reduzido após o número de dispositivos. por isso, também precisa explorar outras vias dispositivos miniaturizados DRFM circuitos analógicos podem ser realizados.
No entanto, apenas reduzir o tamanho dos circuitos analógicos para DRFM otimização dispositivo não é suficiente. Um ambiente de aplicação típica de armas inteligentes exigem que todos os componentes dentro do DRFM dispositivo deve ser reforçada para suportar o ambiente de execução de tarefas previsível mais grave. Pequeno DRFM módulo deve ser capaz de resistir a alta-frequência de vibração mecânica, elevada aceleração no lançamento, choque térmico extremo, a humidade, a água do mar extremas condições de teste ambiental ou outros ambientes corrosivos, etc, para satisfazer os requisitos de miniaturização e reforço eficaz, arquitecto dispositivos DRFM precisamos re-projetar o circuito analógico avaliação completa.
Para esse fim, a Mercury Systems of America desenvolveu um módulo MCM (Multi-Chip) de freqüência de rádio em miniatura.O tamanho do pacote deste módulo é três vezes menor que o tamanho do circuito analógico em um dispositivo DRFM típico e agora é comercializado. BGA), onde a esfera de solda pode obter energia elétrica eo sinal necessário através da placa de circuito Tendo em conta as limitações de espaço do dispositivo, a Mercury Systems escolheu e usou materiais especiais para equilibrar a integridade mecânica eo design térmico do dispositivo.
Embora as condições permitam, o uso de componentes de chips vazios pode conseguir miniaturização de módulos multi-chip de RF, no entanto, nem todos os componentes podem ser integrados na forma de matriz, portanto, a estrutura de fio de chip e de montagem Deve ser integrado ao design do módulo.No pressuposto de garantir nenhum risco de confiabilidade, deve-se dar atenção especial à minimização do espaço ocupado por componentes não-matriz e outras estruturas.No momento, poucos fabricantes podem estar em uma única oficina de produção. O estabelecimento deste tipo de capacidade de produção mista, as empresas que podem expandir a escala de produção e realizar a produção em massa são ainda mais raras.
No processo de miniaturização, a densidade de empacotamento dos componentes em um módulo multi-chip deve corresponder aos requisitos de integridade mecânica do dispositivo.Para esse fim, a Mercury Systems atende aos requisitos de integridade mecânica do dispositivo e tamanho do dispositivo, peso e consumo de energia. Sob circunstâncias, a densidade de empacotamento de módulos multi-chip foi maximizada com sucesso, otimizando a altura da placa de circuito e reduzindo a espessura da parede divisória da placa de circuito do módulo.
Otimização de circuitos digitais
Componentes de circuito digital típicos para o módulo DRFM são memória não volátil e um processador ou FPGA (field-programmable gate array) .Para lidar com os requisitos intensivos de processamento de aplicativos DRFM, o dispositivo normalmente precisa ter vários gigabytes de armazenamento. Com as limitações das condições de espaço e robustez a serem atendidas pelos dispositivos micro DRFM mencionados acima, é impossível atingir uma capacidade de armazenamento tão grande, continuando a usar os módulos de memória em linha duplos tradicionais (DIMMs).
Um dispositivo de memória tendo um ball grid array interface mecânica e elétrica de memória disponíveis a partir de fabricantes comerciais. Dispositivo BGA com aplicações confiabilidade militares solda de chumbo Apesar confirmado. Contudo, a aplicação DRFM necessário memória pode exceder a capacidade de memória de uma memória de dispositivo BGA memória único fornecido pelo fabricante, o que significa que um espaço valioso digitais micro módulo dispositivo DRFM serão consumidos rapidamente pluralidade de dispositivos de memória. uma abordagem potencial é o tridimensional memória de pilha DRFM dedicado para a adição de uma placa de circuito adicional. no entanto, este método em detrimento do espaço tridimensional presente no escasso, ao mesmo tempo, aumentando a complexidade do design geral do dispositivo.
Nos últimos anos, a tecnologia de empacotamento tridimensional deu grandes passos: em um processo de empacotamento único, o uso de múltiplos dispositivos de memória com funções de controle de correção de erros, empilhamento vertical e tecnologia de interconexão pode economizar até 85% do bidimensional. Além disso, essa economia de espaço é alcançada sem sacrificar as especificações do dispositivo.Com esse esquema de empacotamento 3D, até 18 dispositivos de célula de memória podem ser integrados em um único módulo de alta confiabilidade. A necessidade da maioria dos aplicativos de processamento intensivo.
Verticalmente empilhamento a memória usando o espaço tridimensional sem dispositivo de sacrificar. Módulo de memória integrada pode produzir altura inferior a 2,5 mm utilizando moderno processo de chip de desbaste com base no espaço disponível, a extremidade inferior do dispositivo de memória na parte traseira da placa de circuito pode ser benéficos, tais outros componentes podem ser libertados como uma parte integrada do espaço em frente da placa de circuito.
Na próxima geração de armas inteligentes - significado e sugestão
Actualmente, o desenvolvimento de ameaças de segurança mais rápidos do que nunca. Portanto, foram necessários o desempenho de RF e complexidade da integração de sistemas de armas dentro dos dispositivos micro-elétrica para continuar a melhorar. Apenas para perceber miniaturização de dispositivos microeletrônicos e fortalecendo o desenvolvimento da próxima geração armas inteligentes não é suficiente, devemos proceder a partir da perspectiva de otimização global e um sistema modular que combina cenários de aplicação militares práticas para dispositivos projeto alvejados.
Aplicação de tecnologia de orientação de precisão é um marco importante na indústria de defesa do século 20, o século 21, a introdução de tecnologia microeletrônica DRFM, é esperado para fazer armas guiadas com precisão têm a capacidade de se proteger contra ataques de guerra eletrônica hostis, vai se tornar a história do desenvolvimento de armas inteligentes e um importante nó de frente etapa do sector da defesa deve microeletrônica plataforma dispositivo de armamento inteligente para inovar e atualizar implantação com este avanço da tecnologia comercial.