توسعه تراشه‌های فرکانس رادیویی یکپارچه توسط دارپا

سامانه‌های الکترونیکی دفاعی امروزی به فرکانس‌های رادیویی الکترونیکی یکپارچه (Integrated Mixed-Mode RF Electronics)، وابسته هستند. تراشه‌هایی که سیگنال‌های رادیویی، آنالوگ و دیجیتالی را روی یک مدار واحد قرار داده‌اند و برای پردازش سیگنال‌ها از آن‌ها بهره گرفته می‌شود. این فناوری از ارتباطات حیاتی، رادارها و قابلیت‌های جنگ الکترونیک محافظت می‌کنند. به علاوه کاربردهای گسترده‌ای در زمینه ارتباطات تجاری دارند.

نمونه‌های تجاری تراشه‌های مذکور روی نیمه رسانه‌های سیماس (CMOS) پیاده‌سازی می‌شوند. یک فناوری که از چندین دهه قبل به منظور ساخت مدارهای مجتمع، فرستنده‌هایی با سطح یکپارچگی بالا، ریزپردازنده‌ها و بسیاری موارد دیگر مورداستفاده قرار می‌گیرند. با وجود همه‌ی پیشرفت‌های صورت گرفته روی این فناوری بر پایه قانون مور، سیماس توانایی پشتیبانی از عملیات‌هایی را ندارد که به فرکانس ها، پهنای باند و دقت بالا نیاز دارند. به مسئله به ویژه امکان استفاده از آن‌ها را در نسل بعدی برنامه‌های دفاعی امواج رادیویی محدود می‌کند.

سازمان دارپا برای رفع محدودیت‌های یاد شده پروژه «تی موزیک» (T-MUSIC) را راه‌اندازی کرد. تی موزیک اولین بار در ژانویه ۲۰۱۹ معرفی شد و بخشی از فاز دوم «نوآوری بازسازی الکترونیک» (ERI) به حساب می‌آید. این طرح به منظور بومی‌سازی تراشه‌های الکترونیکی آمریکا ایجاد شد. یکی از زمینه‌های تحقیقاتی فاز دوم این طرح روی ادغام اجزا فوتونیک و فرکانس رادیویی مستقیماً روی مدارها و فرآیندهای تولید نیمه‌هادی است. این موضوع قابلیت‌های منحصربه‌فرد و متفاوتی را در زمینه تولید داخلی به وجود می‌آورد.

وای.کی چن (Y.K. Chen)، مدیر برنامه دارپا و مسئول پروژه تی- موزیک گفت:

هدف این پروژه توسعه نسل بعدی ابزارهای mixed-mode تراهرتز است که پردازش‌های دیجیتالی و اطلاعاتی را روی یک تراشه واحد و از طریق بستر سیماس انجام می‌دهد. این فناوری‌ها قابلیت‌های متنوعی را در حسگرهای فرکانس رادیویی پیشرفته، ارتباطات از راه دور و بسیاری موارد دیگر را برای سامانه‌های وزارت دفاع فراهم می‌کند.

سازمان دارپا تاکنون با ۵ گروه تحقیقاتی مختلف قرارداد همکاری امضا کرده است که عبارت‌اند از:

• BAE System
• Raytheon
• دانشگاه کالیفرنیا لوس‌آنجلس
• دانشگاه کالیفرنیا ساندیگو
• دانشگاه یوتا