【GRYPHON】DARPA利用光实现下一代微波系统

电子振荡器几乎是所有微电子系统的核心，它能产生数字电子器件中使用的时钟信号以及实现射频（RF）传感器和通信的精确频率。虽然一个理想的振荡器可以在单一频率上提供完美的信号，但缺陷会降低现实世界组件的光谱纯度。这种损伤被广泛地量化为相位噪声，最终限制了许多军用雷达和商用5G系统的性能。随着空中通道变得更加拥挤和国防需求的发展，这个问题正变得越来越繁重。

当前最好的微波振荡器可以实现超低的相位噪声，但性能最高的技术在追求性能的过程中做出了很大的牺牲。这种权衡导致振荡器模块具有不理想的尺寸、重量、功率和成本(SWaP-C)，有限的可调谐性，以及对周围环境的高度敏感，所有这些都限制了它们在先进防御系统中的使用。

美国国防高级研究计划局（DARPA）的“利用低噪声光子振荡器产生射频”(GRYPHON)项目旨在通过开发超低噪声版本，消除当今微波振荡器的缺点，这些版本同时具有紧凑、广泛的可调谐性、强健性和可批量制造性。为了实现其目标，GRYPHON项目将采用光分频、集成光子学和非线性光学方面的新兴创新技术。

最近基于激光技术的台式演示已经创造了微波相位噪声的世界纪录。同时，在集成光子学和非线性光学领域的持续创新，使得实现光子振荡器所需的关键部件的尺寸、重量和功率（SWaP）大幅降低。这包括具有高质量系数的芯片级激光谐振器和光学频率梳。

对此DARPA微系统技术办公室（MTO）负责GRYPHON的项目经理戈登·基勒（Gordon Keeler）表示：“通过用集成光子学实现光子微波发生的进步，我们看到了一条创造微波振荡器能力重大飞跃的途径，同时实现了当今产品所没有的特性：极低的相位噪声、紧凑的外形尺寸、超宽带调谐和环境强健性。通过GRYPHON，我们希望实现下一代雷达和通信系统能力的大幅提升。”

GRYPHON将探索使用最先进的微制造光子元件的创新微波源，以实现目标项目指标，同时创造一条可制造性的道路。为了完成计划目标，该项目将集中在两个特定的研究领域。第一个研究领域的目标是开发一种可以在应用中随时测试并迅速走向成熟的原型。在项目第一阶段，研究团队将优先实现低相位噪声和紧凑的外形尺寸，而调谐和稳健性将在以后的阶段得到强调。第二个研究领域将优先理解光子微波发电的基本极限。研究团队将被要求在三个目标指标中的一个指标上提供至少一个数量级的飞跃：尺寸、相位噪声或频率跨度。

DARPA将于美东时间4月8日上午11:00至下午4:00举行提案者日活动。

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