Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/TI/A19840112Elc003.shtml

Запоминание и сравнение радиолокационных сигналов в ПАВ-устройствах на подложках из GaAS

Используя довольно редкий для акустоэлектроники арсенид галлия в качестве пьезоэлектрических подложек приборов на поверхностных акустических волнах, фирма Texas Instruments Inc. (Даллас) изготовляет прототипы корреляторов с памятью на многополосковом ответвителе, в которых объединены встречноштыревые преобразователи ПАВ и диоды Шотки. Исследователи фирмы TI надеются, что объединение элементов на ПАВ и полупроводниковых ИС позволит этим экспериментальным корреляторам запоминать и осуществлять корреляционную обработку широкополосных радиолокационных сигналов значительно быстрее, чем в самых быстродействующих интегральных схемах, которые разрабатываются для военной электроники США.

Разработчики говорят, что для средств поражения, оборудованных радиолокаторами, ПАВ-корреляторы с памятью предвещают новые возможности в широком диапазоне средств обработки сигнала. Имеется в виду диапазон средств от дешевых твердотельных генераторов сигнала, современные образцы которых слишком некогерентны, до сложных схем анализа изображений, которые автоматически направляют ракеты к наиболее доступным целям.

Диоды Шотки, расположенные на конце каждого встречноштыревого электрода выходного преобразователя ПАВ, являются сердцем монолитного коррелятора фирмы TI. Длина этого преобразователя определяет длительность выборки сигнала. Для сигналов длительностью 5,5 мкс на частоте 120 МГц в центральной исследовательской лаборатории фирмы TI изготовили на основе GaAs корреляторы с памятью, содержащие 6000 электродов ПАВ, объединенных с 6000 диодов. На диэлектрической подложке влириной 5 и длиной 38 мм сформирована геометрическая структура с элементами размером 1 мкм.

Когда радиосигнал поступает в коррелятор, обычный двухэлектродный преобразователь ПАВ посылает поверхностную волну через полуизолирующий арсенид галлия, легированный хромом. В другом варианте для усиления слабой пьезоэлектрической природы GaAs исследователи использовали тонкий слой окиси цинка, нанесенный на подложку. Однако процесс нанесения слоя ZnO трудно контролировать, и, кроме того, его наличие ограничивает полосу пропускания частот ПАВ-устройства максимум 30 МГц, а в этом диапазоне, по словам Роберта С. Вейджера из сектора волновой электроники лаборатории фирмы TI, сверхскоростные ИС могли работать достаточно хорошо.

Запоминание и корреляционная обработка. Сердцем монолитного коррелятора фирмы TI являются диоды Шотки, которые сформированы на конце каждого электрода
Запоминание и корреляционная обработка. Сердцем монолитного коррелятора фирмы TI являются диоды Шотки, которые сформированы на конце каждого электрода выходного преобразователя поверхностных акустических волн.

Вход и выход. Чтобы осуществить корреляционную обработку входного сигнала с запомненным образцом, используется еще один встречноштыревой преобразователь ПАВ, принимающий волну. Каждый выходной электрод соединен верхним контактом диода в области n-типа, полученной имплантацией. После того как входной сигнал заполнит выходной преобразователь, на диоды подается внешний импульс и возникает состояние обратного смещения. Спустя 7 нс обратное смещение устанавливает обедненные уровни под каждым выходным электродом, взвешивая каждый отвод в соответствии с формой сигнала.

Чтобы осуществить корреляционную обработку других сигналов с тем, который запомнен, обедненная область используется как переменный конденсатор, а каждый отвод как варактор. Результирующий ток протекает через омический выходной контакт, где производится суммирование токов отдельных электродов, и таким образом выполняется корреляционная обработка. Память стирается, когда диоды стробируются при подаче прямого смещения.

«Мы используем возможности некоторых функциональных свойств этих ПАВ-устройств, чтобы сделать уникальные приборы, которые на сверхскоростных ИС не могут быть получены,— сказал Вейджерс. — Эти устройства неуниверсальны, но в течение периода корреляции они выполняют 66 млрд. сложных перемножений и сложений за секунду». Ожидается, что при таких скоростях ПАВ-корреляторы на GaAs превзойдут сверхскоростные ИС в их применении для небольших маломощных систем, таких, как самолетный радиолокатор и аппаратура самонаводящихся ракет. Цель исследовательской программы — построить корреляторы на GaAs для обработки сигнала в полосе частот до 200 МГц.

Коррелятор с такими характеристиками, по мнению Вейджерса, можно использовать в ряде систем обработки сигнала, и он позволяет повысить интеллектуальные способности самонаводящихся военно-морских ракет. Современная техника распознавания объекта может сравнивать радиолокационные эхо-сигналы с имеющимися в просмотровых таблицах образами ожидаемых целей, например кораблей. После того как ракета, оборудованная ПАВ-коррелятором, получила изображения возможных целей и запомнила их, система поражения может принять решение, какую из целей атаковать.

На эту двухлетнюю программу исследований Управлением перспективных НИОКР министерства обороны США было выделено 500 тыс. долл. Следующий шаг в работе — добиться уменьшения уровня ложных сигналов. Разработанные образцы могут быть готовы к полевым испытаниям через 12 мес [pp.49,50].

Дж. Роберт Лайнбек

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 57, No.01 (682), 1984г - пер. с англ. М.: Мир, 1984, стр.6

Electronics Vol.57 No.01 January 12, 1984 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Интегральные схемы





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/TI/A19840112Elc003.shtml