Aplicação de chips de matriz faseada centrais na indústria de radares - Solução de chip de radar de matriz faseada de próxima geração

O radar é, desde há muito, a espinha dorsal dos modernos sistemas de deteção eletrónica, tanto no domínio militar como no civil. Desde a sua invenção na década de 1930, a tecnologia de radar evoluiu de matrizes de varrimento mecânico para radares de matriz faseada ativa orientados eletronicamente, reflectindo o progresso da guerra eletrónica e da defesa inteligente. No centro desta evolução está o chip central do phased array, um fator decisivo que determina o alcance de deteção do radar, a resolução, a capacidade anti-bloqueio, bem como o peso total, o consumo de energia e o custo.

Em comparação com os radares tradicionais de varrimento mecânico, os radares de matriz faseada conseguem a direção do feixe eletronicamente, permitindo a deteção e o seguimento quase instantâneos de alvos sem necessidade de movimento físico. Esta capacidade permite operações multitarefas, tais como missões ar-ar, ar-terra e ar-mar em simultâneo. Como resultado, os radares de matriz faseada tornaram-se a arquitetura dominante em sistemas de alerta precoce baseados em terra, radares de defesa naval e plataformas aéreas avançadas.

Nos radares de phased array activos, o módulo de Transmissão/Receção (TR) funciona como o componente crítico. Cada módulo TR integra amplificação, transmissão, receção e processamento de sinal, actuando essencialmente como um “radar em miniatura”. Centenas ou mesmo milhares de módulos TR formam a abertura da matriz faseada do radar, permitindo um controlo ágil do feixe e um varrimento preciso. Dado o grande número de módulos TR necessários, estes representam mais de 50% do custo total do sistema, e o seu desempenho depende da conceção e das capacidades dos chips de phased array sobre os quais são construídos. Os principais atributos dos chips - incluindo a eficiência, o ruído, a largura de banda e a fiabilidade - definem diretamente o desempenho do sistema de radar.

A nível mundial, os Estados Unidos assumiram a liderança com sistemas como o radar terrestre AN/TPS-80, que integra chips de matriz faseada de GaN (nitreto de gálio) para proporcionar uma maior potência de saída, uma melhor eficiência térmica e capacidades robustas de várias missões. No mar, o AMDR (Air and Missile Defense Radar - Radar de defesa antiaérea e antimísseis) de nova geração da Marinha dos EUA utiliza a tecnologia de matriz faseada ativa de estado sólido para combater simultaneamente mísseis balísticos, mísseis de cruzeiro supersónicos e aeronaves. No domínio aéreo, radares como o AN/APG-77 no F-22 e o AN/APG-81 no F-35 tornaram-se referências, empregando mais de 1.500 módulos TR e proporcionando um aumento de 50% no alcance de deteção em comparação com os radares antigos de varrimento mecânico.

A China também fez avanços significativos neste domínio. O radar móvel de alerta precoce YLC-8B exemplifica os avanços nacionais, oferecendo fortes capacidades de deteção anti-stealth, alta resolução e desempenho superior anti-jamming, ultrapassando muitos dos seus homólogos estrangeiros. Nas aplicações de mísseis, a miniaturização dos chips de matriz faseada ativa proporcionou às munições chinesas guiadas com precisão uma maior exatidão de orientação e resistência às contramedidas electrónicas, garantindo a eficácia operacional.

A evolução dos chips de phased array não tem apenas a ver com a melhoria do desempenho do radar, mas também com a atualização de todo o ecossistema do radar. Com os progressos contínuos no fabrico de semicondutores, o futuro dos módulos TR reside na alta densidade de potência, no baixo ruído e nos designs de chips altamente lineares. Ao melhorar a eficiência ao nível do chip, os radares da próxima geração serão mais leves, mais compactos e mais eficientes em termos de energia, acelerando a adoção em plataformas terrestres, marítimas, aéreas e de mísseis.

Em conclusão, os chips de agregados faseados centrais constituem a base para a próxima geração de sistemas de radar. Os seus avanços são fundamentais não só para a defesa militar, mas também para aplicações civis, como a monitorização meteorológica e a gestão do tráfego aéreo. Ao impulsionar a transição de arquitecturas de radar “mecânicas” para “electrónicas”, estes chips lançam as bases para capacidades de defesa mais inteligentes, ligadas em rede e integradas nas próximas décadas.