從上世紀(jì)80年代初起，美國(guó)國(guó)防部尖端技術(shù)研究規(guī)劃署（DARPA）、國(guó)家航空和宇航局（NASA）一直重點(diǎn)進(jìn)行毫米波固態(tài)器件和電路的研究，已經(jīng)取得了令人矚目的成果，已應(yīng)用于新型武器裝備上，如下表所示。毫米波段武器應(yīng)用舉例對(duì)于硅器件，其工作頻率最多達(dá)到GHz范圍，而W波段或更高頻率的MMIC所用的材料主要是InP-HBT、HEMT或者GaAsMHEMT。其中國(guó)際上最新報(bào)道的InP MMIC低噪聲放大器在W波段，噪聲系數(shù)在2-5dB之間。但是，In資源正逐漸減少，同時(shí) InP單晶生長(zhǎng)較難，易碎，且遷移率較難進(jìn)一步提高，其器件性能已接近極限水平，人們一直在尋找遷移率和熱導(dǎo)率更高的材料，晶片級(jí)石墨烯的出現(xiàn)有望解決這些難題。利用石墨烯超高速遷移率可以提高器件工作頻率達(dá)到毫米波段，利用雙層石墨烯的設(shè)計(jì)可有效避免豪格規(guī)則實(shí)現(xiàn)超低噪聲特性，其意義不言而喻。目前，美國(guó)DARPA計(jì)劃已將石墨烯研究方向定為毫米波低噪聲放大器。為了與時(shí)俱進(jìn)，支持未來(lái)的國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)靈活移動(dòng)、快速反應(yīng)、安全隱蔽的軍事、宇航通信，滿足21世紀(jì)新的和平事業(yè)和世界局勢(shì)發(fā)展需要，研制石墨烯超高頻低噪聲器件顯得異常必要。

　　如果在接收系統(tǒng)的前端連接高性能的低噪聲放大器，在低噪聲放大器增益足夠大的情況下，就能抑制后級(jí)電路的噪聲，則整個(gè)接收機(jī)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)蔣主要取決于放大器的噪聲。如果低噪聲放大器的噪聲系數(shù)降低，接收機(jī)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)也會(huì)變小，信噪比得到改善，靈敏度大大提高。由此可見低噪聲放大器的性能制約了整個(gè)接收系統(tǒng)的性能，對(duì)于整個(gè)接收系統(tǒng)技術(shù)水平的提高，也起了決定性的作用。低噪聲放大器是雷達(dá)、電子對(duì)抗及遙測(cè)遙控接受系統(tǒng)等的關(guān)鍵部件。L、S波段低噪聲放大器一般用于遙測(cè)、遙控系統(tǒng)。在電子對(duì)抗、雷達(dá)偵察中，由于要接收的信號(hào)的頻率范圍未知，其實(shí)頻率范圍也是要偵察的內(nèi)容之一，所以要求接收系機(jī)的頻率足夠?qū)?，那么放大器的頻率也要求足夠?qū)?。而且，雷達(dá)偵察接收的是雷達(dá)發(fā)射的折射波，是單程接收；而雷達(dá)接收的是目標(biāo)回波，從而使偵察機(jī)遠(yuǎn)在雷達(dá)作用距離之外就能提早發(fā)現(xiàn)雷達(dá)目標(biāo)。靈敏度高的接收機(jī)偵察距離就遠(yuǎn)，如高靈敏度的超外差式接收機(jī)可以實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程偵察，用以監(jiān)視敵遠(yuǎn)程導(dǎo)彈的發(fā)射，所以，要增高偵察距離，就要提高接收機(jī)靈敏度，就要求高性能的低噪聲放大器。在國(guó)際衛(wèi)星通信應(yīng)用中，低噪聲放大器的主要發(fā)展要求是改進(jìn)性能和降低成本。由于國(guó)際通信量年復(fù)一年地迅速增加， 所以必須通過(guò)改進(jìn)低噪聲放大器的性能來(lái)滿足不斷增加的通信要求。因此，要不懈地不斷努力去展寬帶低噪聲放大器的帶寬和降低其噪聲溫度。從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，衛(wèi)星通信整個(gè)系統(tǒng)的成本必須減少到能與海底電纜系統(tǒng)相競(jìng)爭(zhēng)。降低低噪聲放大器的噪聲溫度是降低衛(wèi)星通信系統(tǒng)成本的一種最有效的方法，因?yàn)榈孛嬲?a target='_blank' class='arckwlink_none'>天線的直徑可以通過(guò)改善噪聲溫度性能而減小。另一方面，在國(guó)內(nèi)衛(wèi)星通信應(yīng)用中，重點(diǎn)放在低噪聲放大器的不用維修特性以及低噪聲和寬帶性能，因?yàn)樵谶@些系統(tǒng)中越來(lái)越廣泛地采用無(wú)人管理的工作方式， 特別在電視接收地面站中更是如此。衛(wèi)星通信用的低噪聲放大器可以分為兩種類型——低噪聲參量放大器和場(chǎng)效應(yīng)晶體管低噪聲放大器。這些低噪聲放大器用在幾個(gè)頻段內(nèi)， 包括4GHz， 12 GHz和毫米波頻段。寬帶低噪聲放大器的實(shí)現(xiàn)又有很多種類型。SiGe工藝具有優(yōu)異的射頻性能，更由于其較高的性價(jià)比，被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信、衛(wèi)星定位和RFID等市場(chǎng)；SiGe工藝還可以與常規(guī)的數(shù)字模擬電路相集成，制造出功能完整的SoC芯片。目前采用SiGe材料制作射頻集成電路已成為國(guó)際上的研究熱點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)前端的低噪聲放大器是最近興起的超寬帶射頻通信系統(tǒng)中的挑戰(zhàn)之一。業(yè)界一直在追求完全集成的超寬帶通信系統(tǒng)SOC，與其他工藝相比，CMOS工藝更易于系統(tǒng)集成，所以人們?cè)O(shè)計(jì)出了許多的CMOS工藝的超寬帶低噪聲放大器。 4GHz頻段是目前衛(wèi)星通信最通用的頻段，它用于國(guó)際衛(wèi)星通信和國(guó)內(nèi)衛(wèi)星通信， 包括電視接收地面站。在這些領(lǐng)域內(nèi)，已經(jīng)研制出了各種各樣的低噪聲放大器并已得到了應(yīng)用。低噪聲參量放大器和場(chǎng)效應(yīng)晶體管低噪聲放大器根據(jù)其冷卻系統(tǒng)可以分為三種類型，即深致冷型式，熱電致冷型式和非致冷型式。深致冷低噪聲參量放大器在衛(wèi)星通信的初期得到廣泛的使用。而今天，除了一些特殊應(yīng)用以外，這種型式的參放幾乎不象以前那樣廣泛地使用，這是因?yàn)橛芯S修困難等幾方面的原因。熱電致冷和非致冷低噪聲參量放大器主要用在國(guó)際衛(wèi)星通信地面站中，有時(shí)也用在國(guó)內(nèi)衛(wèi)星通信的關(guān)鍵地面站。由于變?nèi)莨艿母倪M(jìn)和泵頻的提高，這些低噪聲放大器幾乎具有深致冷參放那樣的低噪聲溫度。場(chǎng)效應(yīng)晶體管低噪聲放大器主要用在國(guó)內(nèi)衛(wèi)星通信地面站中，特別是用在電視接收地面站中。在這些場(chǎng)合，幾乎普遍采用熱電致冷和非致冷型式。深致冷型式僅僅用在特殊的場(chǎng)合。毫米波具有用小口徑天線就可產(chǎn)生方向性強(qiáng)的窄波束和很小的旁瓣的特點(diǎn)，使得截獲和干擾毫米波信號(hào)變得非常困難，因而隱蔽性和反電子偵察能力好，適合在軍用保密通信中使用；另外，作為大氣窗口頻率，它在特殊頻率下呈現(xiàn)出低衰減的特點(diǎn)，因此成為衛(wèi)星、宇航通信的必需的手段；同時(shí)它又具有波長(zhǎng)短和較強(qiáng)的穿透戰(zhàn)場(chǎng)煙霧、塵埃、雨雪等的能力，可為雷達(dá)、成像、精確制導(dǎo)等提供較高的目標(biāo)分辨率和準(zhǔn)全天候的作戰(zhàn)能力，這些特別的優(yōu)勢(shì)使得采用毫米波技術(shù)的武器裝備，如軍用保密通信、導(dǎo)彈或靈巧炸彈的精確制導(dǎo)以及電子對(duì)抗和情報(bào)偵察等，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中占有越來(lái)越重要的地位。為此，從上世紀(jì)80年代初起，美國(guó)國(guó)防部尖端技術(shù)研究規(guī)劃署（DARPA）、國(guó)家航空和宇航局（NASA）一直重點(diǎn)進(jìn)行毫米波固態(tài)器件和電路的研究，目前已經(jīng)取得了令人矚目的成果，大量固態(tài)器件和芯片應(yīng)用于新型武器裝備上，在提高裝備可靠性的同時(shí)還能大大縮小體積，滿足軍方對(duì)小型化的需求。目前，毫米波頻段已在國(guó)外現(xiàn)有裝備中使用，基于毫米波固態(tài)器件的雷達(dá)、精確制導(dǎo)系統(tǒng)、靈巧武器導(dǎo)引頭、軍用保密通信系統(tǒng)以及電子戰(zhàn)對(duì)抗系統(tǒng)開始大量裝備美軍，并且在兩次海灣戰(zhàn)爭(zhēng)和科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中取得了很好的實(shí)戰(zhàn)效果。