傳統的微波鏈路由獨立的微波器件組成，這些微波器件的硬件結構是不可改變的，其功能長期以來也認為是不可改變的，這意味著傳統的微波鏈路的功能不能進行重新定義。為滿足不同的應用場景，通常需要設計多套微波鏈路。如果能根據系統的動態應用需求，實時調整微波硬件的功能，實現器件功能層面的重新定義，便能對微波鏈路進行重構，從而顯著提高微波硬件的復用率，減少所需微波器件的數量，達到多場景應用、小型化與輕量化的要求。

 

本研究成果展示了一種基于熱致相變二氧化釩（VO2）薄膜，微波功能可重定義的2×2陣列器件。在本工作中，VO2薄膜的電導率可實現1000倍的變化，通過熱控制VO2微帶線開關的相變，進而調節電流通斷。此外，部分使用VO2薄膜的矩形銅貼片則可以靈活地進行結構重新配置，控制電流分布的區域，從而實現天線陣列、頻率可重構帶通濾波器，以及可重構天線和濾波器組合性能的混合器件。與傳統意義上可重構概念相比，本研究提出的功能可重定義概念在一般性上進行了擴展，更多關注于無源器件的本質，既是實現載流子分布、流向和濃度的準確快速控制。

 

該工作得到了國家自然科學基金，國家重點研發計劃重點專項，合肥工業大學優秀青年提升B計劃的支持，合肥工業大學為論文第一單位，復旦大學、深圳大學、中國信通院、中國電子標準化研究所為合作單位，微電子學院桑磊教授為論文第一作者，黃文教授為論文通信作者。

 

圖：熱控可重定義2×2微波無源陣列器件。A-D.微電子工藝制程；E-F.VO2薄膜；G.實物照片;H-I.測試及熱控平臺；J-K.熱控過程的紅外觀察。

 

（來源：合肥工業大學微電子學院）