引言
随着雷达探测理论与技术的发展，超宽带雷达生命探测仪已普遍应用于灾害搜救、反恐治安、医疗监测等场景[1-3]。与一般的声学、光学探测设备相比，此新型探测仪发射的电磁波可以穿透墙壁、废墟等遮蔽物，对屏障后方的人体呼吸、运动目标进行实时探测和跟踪。为了在复杂环境中提高雷达对生命体目标的检测能力和检出率，当前学界已在相关领域投入了大量研究。在文献[4-5]的研究中，新型的发射信号设计提供了更高的信噪比；在文献[6-7]的研究中，多输入多输出(MIMO)技术使用真实孔径和多个收发单元组合，提供了较高的分辨率、高杂波抑制能力和多维成像能力；在文献[8-9]的研究中，组网式技术通过多个观测点探测，有效提升了系统信噪比。
可以看出，为了获得更好的探测能力，学界对雷达系统的性能需求越来越高，其硬件、软件系统趋于复杂化，这导致雷达设备过于臃肿，往往整套系统重量达数十千克，需要多个协作单元完成探测。以灾后救援应用为例，现场大型器械电磁干扰较强，废墟残垣较多，大型雷达部署困难、机动性较差，多部件单元导致可靠性下降。综上，雷达小型化、高功率密度设计和复杂场景适应性是当前相关领域的研究热点。
在半导体特征尺寸走向28 nm以后，通用处理器性能提升持续减缓，半导体制程突破困难重重，且先进工艺缺陷较高，商业化产品良率偏低，导致晶体管单价难以下降。从经济学角度来看，在后摩尔时代继续追求集成电路特征尺寸微缩难以为继[10]。对此，当前学界在半导体技术的新器件、新工艺、新架构及新方法上进行了大量的研究。其中，以系统级封装（System in Package，SiP）工艺为代表的多芯粒集成微系统在传统架构层面深度挖掘，在芯片封装层面进行了一系列创新，将电源、数字逻辑、通用处理、射频、模拟等不同功能的有源无源器件进行一体化集成，形成标准的子系统，有效提升了半导体系统的功率密度及电子学器件集成度。
对此，本文将多芯粒异构集成的微系统设计思路引入超宽带雷达硬件系统设计中，使用SiP技术设计了一套小型化、高性能生命探测雷达硬件核心部件，提出了基于微系统技术的雷达硬件设计架构，制作了一款新型小型化雷达样机。通过相关测试发现此雷达样机与传统雷达相比，在探测性能优异的前提下，电路核心部件面积缩减76.3%，重量缩减72.4%，可以广泛应用于复杂探测场景，满足各种装备的SWaP（Size，Weight and Power，大小、重量和功率）要求。
本文详细内容请下载：
https://www.chinaaet.com/resource/share/2000006606
作者信息：
顾林，阳琴，阎焜
（中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏 无锡 214035）
