我院在功能可重定义微波器件研究领域取得重要进展
发布时间:2020-08-13    发布人:管理员    阅读次数:165

       现场可编程门阵列(FPGA)属于专用集成电路中的一种半定制电路,其最大的特点是可以通过硬件描述语言对逻辑列阵进行编程,实现无限次的硬件功能可重定义。对于微波器件而言,由于器件功能由电磁信号在不同频率下呈现出的传输特性、耦合特性、阻抗匹配和寄生效应等复杂因素决定,因此要像FPGA那样通过软件实现硬件功能可重定义,非常困难。从理论本质上讲,需要对不同频率下载流子的浓度、流向和分布实现精确控制。
       近日,我院黄文教授团队(纳米微波&纳米功率实验室)利用二氧化钒薄膜的相变特性,基于平面半导体工艺,在蓝宝石衬底上实现了一种功能可重定义的微波器件,并给出了严格的理论设计方法。该器件包含天线-滤波器-功分器三种典型的微波功能,并可通过外接控制单元实现软件控制(编程)。相对于使用微波二极管控制电流通断的一般化手段,这项成果为实现更贴近可重定义理论实质、更易于芯片集成的微波“FPGA”提出了更好的解决方案。


 图1 可重定义微波器件的设计方案、工艺流程和实物照片。

 图2 不同微波功能的电磁分布。

       该工作以“Antenna-Filter-Splitter Function Reconfigurable Microwave Passive Device Based on VO2”为题发表在国际知名期刊IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters ( JCR 电子工程类1区) ( Early Access,DOI: 10.1109/LAWP.2020.3012192 )。该工作得到国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金的资助。合肥工业大学微电子学院及智能互联系统安徽省实验室为第一和第二署名单位,桑磊副教授为论文的第一作者,黄文教授为论文的通讯作者。

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