CN110875286A - 包括导电材料的第一和第二层的装置及制造和操作该装置的方法 - Google Patents

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Abstract

一种装置，包括导电材料的第一层和导电材料的第二层、以及多个阻抗元件，多个阻抗元件将所述第一层与所述第二层连接，其中所述多个阻抗元件的至少一些阻抗元件的阻抗值是可控的。

Description

包括导电材料的第一和第二层的装置及制造和操作该装置的 方法
技术领域
本公开涉及包括导电材料的第一层和导电材料的第二层的装置。本公开还涉及制造该装置的方法。本公开还涉及操作该装置的方法。
背景技术
上述类型的装置可以被用于提供用于信号处理的组件，例如，用于处理在射频(RF)范围中的信号。
发明内容
各种实施例提供一种上述类型的改进装置，尤其实现了增加的操作灵活性。
一些实施例的特征在于一种装置，该装置包括：导电材料的第一层和导电材料的第二层，以及被布置在所述第一层和所述第二层之间的多个阻抗元件，所述阻抗元件将所述第一层与所述第二层连接，其中所述多个阻抗元件的至少一些阻抗元件的阻抗值是可控的。通过控制所述多个阻抗元件的单独的阻抗元件或者至少一些阻抗元件的阻抗值，可以影响所述第一层和所述第二层之间作为结果的耦合，其中该耦合尤其依赖于阻抗元件的空间分布以及由所述控制所获取的阻抗值。这尤其实现了控制电磁条件(电场和/或磁场)，特别是在特定阻抗元件的区域中的本地电磁条件。
根据进一步的实施例，所述第一层和/或所述第二层是连续的层，例如，在由所述层定义的平面中包括导电材料的邻接的区域。
根据进一步的实施例，在所述第一层和所述第二层之间提供衬底层，其使得能够有效地制造和获取定义的几何结构(诸如例如，在所述第一导电层和所述第二导电层之间的距离)。优选地，所述衬底层包括电介质(不导电)材料。
根据进一步的实施例，所述多个阻抗元件被布置在所述衬底层内，这实现了高集成度。
根据进一步的实施例，所述多个阻抗元件的至少一个阻抗元件包括以下中的至少一项：开关，特别是电致变色开关，可变电容器，二极管(阻抗可以通过应用偏置电压来控制)。根据进一步的实施例，所述多个阻抗元件的至少一个阻抗元件也可以包括上述元件(开关，特别是电致变色开关，可变电容器，二极管)的两个或者更多个元件的组合。
根据进一步的实施例，如果阻抗元件包括开关，诸如低电阻(即，阻抗的实数部分相对低的值)或者高电阻(即，阻抗的实数部分相对高的值)的不同的阻抗值可以通过控制开关来获取。换句话说，在开关的导通(switched-on)状态中，可以获取特别低的电阻，从而经由所述低电阻将在特定阻抗元件的区域中的第一导电层和第二导电层连接，例如，这影响第一传导层和第二传导层的电流的分配和/或电流密度。相比之下，在开关的断开(switched-off)状态中，通常具有相对高的电阻，以便关于在特定阻抗元件的区域中的第一传导层和第二传导层的电流的分配和/或电流密度，基本上不会获取强影响。
根据进一步的实施例，除了导通状态和断开状态以外，开关也可以提供用于一个或多个中间开关状态，从而可以提供相应的电阻以将特定阻抗元件的区域中的第一传导层和第二传导层连接。作为示例，如果开关被设计为MOSFET，其漏极-源极路径的电阻可以通过对MOSFET的栅极-源极路径应用相应的电压来控制。
根据进一步的实施例，如果阻抗元件包括可变电容器(例如，变容器)，可以通过控制可变电容器来获取不同的阻抗值，这影响在特定阻抗元件的区域中的第一导电层和第二导电层之间的电容性耦合。
根据进一步的实施例，如果阻抗元件包括电致变色(EC)开关(例如，包括电致变色材料的开关)，用于所述阻抗元件的不同阻抗值可以通过控制EC开关(例如，通过应用一个或多个控制电压(和/或光学控制信号))来获取，与上述类型的阻抗元件类似，这影响在特定阻抗元件的区域中的第一导电层和第二导电层之间的耦合。
根据进一步的实施例，装置和/或阻抗元件被配置为处理射频(RF)信号。作为示例，阻抗元件可以被选择和/或配置，以便它们能够在RF范围中处理和/或切换信号。以此方式，RF信号可以由装置处理，并且关于第一导电层和第二导电层之间的耦合的多个自由度(在单独的阻抗元件的空间布置方面，和在由单独的阻抗元件实现的(例如，电阻性耦合和/或电容性耦合)(和/或电感性)耦合度的方面)可以被用于所述RF信号的所述处理。
根据进一步的实施例，可以考虑以下中的一个或多个方面。从技术的视角，RF开关可以被聚集在三个组中：
1.机电开关，依赖电磁(EM)感应的原则，并且，例如，使用机械接触作为开关机制的部分；
2.固态开关(例如，MOSFET(金氧半导体场效应晶体管))，依赖半导体技术。它没有移动的部分，但是具有类似于机电开关的功能。半导体二极管也可以被视为固态类型的RF开关，例如，可以通过应用DC(直流)偏置电压来控制。
3.块体(Bulk)-材料可调开关-一旦被外部的刺激激活，这种类型的开关依赖材料(衬底)的特性来执行开关。这些开关的示例是上述的电致变色(EC)开关。
根据进一步的实施例，进一步对此分类，RF开关可以进一步由他们的拓扑来区分：1.单刀双掷(SPDT)；2.多端口开关(SPnT)；3.转换开关；4.旁路开关。除了上述高级别的分类以外，根据进一步的实施例，开关也可以由其重要特性(诸如功率处理、开关时间、操作频率、重复性，略举数例)来区分。开关的最高操作频率可以由其固有的特性来确定。对于基于半导体的开关，操作的最高频率不仅通过电荷载流子的移动性来确定，也可以通过封装(packaging)的特性来确定，在许多情形中，封装的特性限制操作的最高频率。作为示例，对于RF MEMS(微机电***)，由于移动的悬臂，操作的最高频率可以通过寄生电容来确定。
根据进一步的实施例，提供所述多个阻抗元件的一个或多个阻抗元件的第一组，该第一组包括第一类型的阻抗元件，并且提供所述多个阻抗元件的一个或多个阻抗元件的第二组，该第二组包括第二类型的阻抗元件，第二类型的阻抗元件不同于第一类型的阻抗元件。这进一步增加了操作灵活性。根据进一步的实施例，也可以提供多于两个组，每个组具有不同类型的阻抗元件。
根据进一步的实施例，导电材料的所述第一层和具有导电材料的第二层基本上彼此平行地被布置(即，围绕5度的最大角度)，例如，这可以通过在(该)衬底层的相应的相对的(例如，顶部和底部)表面上布置具有导电材料的所述第一层和所述第二层来取得。
根据进一步的实施例，所述多个阻抗元件的至少一些阻抗元件沿所述装置的至少一个维度在规则的栅格中被布置，其中优选地所述规则的栅格以沿所述至少一个维度的相应的间隔为特征。
根据进一步的实施例，所述多个阻抗元件的至少一个阻抗元件包括具有多个功能层的叠层配置，其中所述功能层沿堆叠坐标在彼此之上被堆叠，其中堆叠坐标与所述第一层和/或所述第二层的表面的表面法向基本上平行。这实现了高集成度。然而，根据进一步的实施例，堆叠坐标可以在大致上垂直于第一层和/或所述第二层的表面的表面法向。
根据进一步的实施例，至少一个电容性元件以串联的方式被连接至所述多个阻抗元件的至少一个阻抗元件。例如，所述至少一个电容性元件可以作为直流(DC)阻隔电容器而***作，直流(DC)阻隔电容器防止阻抗元件和/或第一导电层和/或第二导电层的部分之间的直流信号分量的交换。
根据进一步的实施例，提供多条控制线以控制：a)所述多个阻抗元件的至少一个单独的阻抗元件，和/或b)所述多个阻抗元件的若干阻抗元件的组。这种方式，单独的阻抗元件可以被单独的地控制以取得所需的阻抗值。类似地，如果将公用控制线提供给所述多个阻抗元件的若干阻抗元件的组，所述组的所述若干阻抗元件可以使用所述公用控制线来同时地控制。
根据进一步的实施例，例如，通过公用控制线，有可能在所需的空间模式中提供若干阻抗元件，并且控制所述阻抗元件。作为示例，如果若干阻抗元件以矩形的形式被布置在衬底层中，由所述矩形，以及第一传导层和第二传导层的部分定义了基本上是立方体的形状，由此，(例如)共振器可以由所述阻抗元件的适当控制来定义。例如，当控制所述阻抗元件以假定导通状态时，在所述阻抗元件的区域中的第一层和第二层之间实现低阻抗耦合，立方体的形状的相应的部分可以被控制以假设所需的电势，即第二传导层的势能，这可以(例如)与参考势能(诸如例如接地势能)相对应。
根据进一步的实施例，装置还包括控制设备，控制设备用于控制所述多个阻抗元件的至少一些阻抗元件和/或阻抗元件的组，其中所述控制设备被优选地配置为控制所述多个阻抗元件的至少一些阻抗元件和/或阻抗元件的组的阻抗值。
根据进一步的实施例，控制设备可以被配置为将对应的控制信号(例如，用于包括作为开关的MOSFET的阻抗元件的相应的漏极-源极电压，或者用于包括变容器的阻抗元件的(DC)控制电压)应用于阻抗元件和/或阻抗元件的组的控制线。
进一步的实施例的特征在于一种制造装置的方法，该装置包括导电材料的第一层和导电材料的第二层，所述方法包括以下步骤：提供导电材料的所述第一层，提供导电材料的所述第二层，在所述第一层和所述第二层之间提供多个阻抗元件，所述阻抗元件将所述第一层与所述第二连接，其中所述多个阻抗元件的至少一些阻抗元件的阻抗值是可控的。
根据进一步的实施例，提供的上述步骤的不同顺序也是可能的。作为示例，首先，可以提供多个阻抗元件，该多个阻抗元件可以(例如)在衬底层内被布置或者嵌入。此后，可以在衬底层的相对的(例如，顶部和底部)表面提供第一导电层和第二导电层。
进一步的实施例的特征在于一种操作装置的方法，该装置包括导电材料的第一层和导电材料的第二层，以及被布置在所述第一层和所述第二层之间的多个阻抗元件，所述阻抗元件将所述第一层与所述第二层连接，其中所述多个阻抗元件的至少一些阻抗元件的阻抗值是可控的，优选地根据权利要求1到11的任一项的装置，其中所述操作的方法包括以下步骤：配置所述阻抗元件的一个或多个，操作所述装置，以及可选地重配置所述阻抗元件的一个或多个。可选择的重配置的步骤也可以动态地执行，即在装置的操作期间。根据进一步的实施例，配置和/或重配置的步骤可以包括：控制所述装置的至少一个阻抗元件的阻抗值和/或所述装置的阻抗元件的至少一个组的阻抗值(例如)具有预定值。根据进一步的实施例，通过所述装置，操作的步骤可以(例如)包括处理一个或多个信号，优选RF信号。
进一步的实施例的特征在于一种用于处理射频(RF)信号的设备，其中所述设备被配置为接收至少一个输入信号，其中所述无线电设备包括根据实施例的至少一个装置，并且被配置为通过所述装置处理所述至少一个输入信号。
所述方法的进一步的有利的实施例由从属权利要求提供。
附图说明
在参考附图的以下详细说明中，给出了图示的实施例的进一步的特征、方面和优点，其中：
图1示意性地描绘根据实施例的装置的截面侧视图；
图2示意性地描绘根据进一步的实施例的装置的截面侧视图；
图3示意性地描绘根据进一步的实施例的装置的顶视图；
图4A示意性地描绘根据实施例的制造装置的方法的简化流程图；
图4B示意性地描绘根据实施例的操作装置的方法的简化流程图；
图5示意性地描绘根据进一步的实施例的装置的截面侧视图，
图6示意性地描绘根据进一步的实施例的装置的立体视图，
图7示意性地描绘根据进一步的实施例的装置的立体视图，
图8示意性地描绘根据进一步的实施例的装置的立体视图，
图9A示意性地描绘根据进一步的实施例的装置的顶视图，
图9B示意性地描绘根据图9A的装置的立体视图，
图10示意性地描绘根据进一步的实施例的装置的截面侧视图，
图11示意性地描绘根据进一步的实施例的装置的截面侧视图，
图12示意性地描绘根据进一步的实施例的装置的立体视图，
图13A、13B示意性地描绘根据进一步的实施例的电致变色开关的立体视图，
图14示意性地描绘根据实施例的场景，以及
图15示意性地描绘根据进一步的实施例的设备的框图。
具体实施方式
图1示意性地描绘根据实施例的装置100的截面侧视图。
装置100包括导电材料的第一层110a和导电材料的第二层110b、以及被布置在所述第一层110a和所述第二层110b之间的多个阻抗元件120，所述阻抗元件120将所述第一层110a与所述第二层110b连接，其中所述多个阻抗元件120的至少一些阻抗元件的阻抗值是可控的。通过控制所述多个阻抗元件的单独的阻抗元件或者至少一些阻抗元件的阻抗值，在第一层110a和第二层110b之间作为结果的耦合可以被影响，其中该耦合尤其依赖于阻抗元件120的空间分布和由所述控制获取的阻抗值。这实现了控制电磁条件(电场和/或磁场，电流密度)，特别是在特定阻抗元件的区域中的本地电磁条件。
示例性地，使用附图标记120_1表示一个阻抗元件。所述阻抗元件120_1包括第一端120_1a和第二端120_1b，第一端120_1a以导电方式连接至第一层110a，第二端120_1b以导电方式连接至第二层110b。可选的控制线或者控制端120_1c也被描绘，其可以被用于根据进一步的实施例控制阻抗元件120_1的阻抗值。
根据进一步的实施例，所述第一层110a和/或所述第二层110b是连续的层，例如，在所述层110a、110b定义的平面(所述平面沿x轴和z轴扩展，所述平面垂直于图1的图示平面中包括导电材料的连续的区域)。
根据进一步的实施例，在所述第一层110a和所述第二层110b之间提供衬底层130，这实现了定义的几何结构的有效的制造和获取，定义几何结构诸如例如，在所述第一导电层110a和第二导电层110b之间(沿y轴)的距离。优选地，所述衬底层130包括电介质(不导电)材料。
根据进一步的实施例，所述多个阻抗元件120被布置在所述衬底层130内，例如，嵌入于衬底材料内，这实现了高集成度。
根据进一步的实施例，所述多个阻抗元件120的至少一个阻抗元件包括以下中至少一项：开关，特别是电致变色(EC)开关，和/或可变电容器。根据进一步的实施例，所述多个阻抗元件120的至少一个阻抗元件也可以包括上述元件(开关，特别是电致变色开关，可变电容器)的两个或者更多个的组合。
根据进一步的实施例，如果阻抗元件120_1包括开关，诸如低电阻(即，阻抗的实数部分相对低的值)或者高电阻(阻抗的实数部分相对高的值)的不同阻抗值可以通过控制开关来获取。换句话说，在开关的导通状态中，可以获取特别低的电阻，从而经由所述低电阻将特定阻抗元件的区域中的第一导电层和第二导电层连接，例如，这影响第一传导层和第二传导层的电流的分配和/或电流密度。相比之下，在开关的断开状态中，通常具有相对高的电阻，以便关于在特定阻抗元件的区域中的第一传导层和第二传导层的电流的分配和/或电流密度，基本上不会获取强影响。
根据进一步的实施例，除了导通状态和断开状态以外，开关也可以提供用于一个或多个中间开关状态，从而可以提供相应的电阻以将特定阻抗元件的区域中的第一传导层和第二传导层连接。作为示例，如果开关被设计为MOSFET，其漏极-源极路径的电阻可以通过对MOSFET的栅极-源极路径应用相应的电压来控制。
根据进一步的实施例，如果阻抗元件120_1包括可变电容器(例如，变容器)，可以通过控制可变电容器来获取不同的阻抗值，这影响在特定阻抗元件的区域中的第一导电层和第二导电层之间的电容性耦合。
根据进一步的实施例，如果阻抗元件包括电致变色(EC)开关(例如，包括电致变色材料的开关，详见图13A、图13B)，用于所述阻抗元件的不同的阻抗值可以通过控制EC(例如，通过应用一个或多个控制电压(和/或光学控制信号))开关来获取，与上述类型的阻抗元件类似，这影响在特定阻抗元件的区域中的第一导电层和第二导电层之间的耦合。与EC开关有关的进一步的实施例的详情将在下面参考图13A、图13B进行说明。
根据进一步的实施例，装置100和/或阻抗元件120被配置为处理射频(RF)信号。作为示例，阻抗元件120可以被选择和/或配置，以便它们能够在RF范围中处理和/或切换信号。以此方式，RF信号可以由装置处理，并且关于第一导电层和第二导电层之间的耦合的多个自由度(在单独的阻抗元件的空间布置方面和在由单独的阻抗元件实现的(例如)电阻性耦合和/或电容性耦合(和/或电感性)耦合的度的方面)可以被用于所述RF信号的所述处理。
根据进一步的实施例，可以考虑以下中的一个或者多个方面。从技术的视角，RF开关可以被聚集在三个组中：
1.机电开关，依赖电磁(EM)感应的原则，并且(例如)使用机械接触作为开关机制的部分；
2.固态开关(例如，MOSFET(金氧半导体场效应晶体管))，依靠半导体技术。它没有移动的部分，但是具有类似于机电开关的功能。半导体二极管也可以被视为固态类型的RF开关，例如，可以通过应用DC(直流)偏置电压来控制。
3.块体-材料可调开关-一旦被外部的刺激激活，这种类型的开关依赖材料(衬底)的特性来执行开关。这些开关的示例是上述的电致变色(EC)开关。
根据进一步的实施例，进一步对此分类，RF开关可以进一步由其拓扑来区分：1.单刀双掷(SPDT)；2.多端口开关(SPnT)；3.转换开关；4.旁路开关。除了上述高级别的分类以外，根据进一步的实施例，开关也可以由其重要特性(诸如功率处理、开关时间、操作频率、重复性，略举数例)来区分。开关的最高操作频率可以由其固有的特性来确定。对于基于半导体的开关，操作的最高频率不仅通过电荷载流子的移动性来确定，也可以通过封装的特性来确定，在许多情形中，封装的特性限制操作的最高频率。作为示例，对于RF MEMS(微机电***)，由于移动的悬臂，操作的最高频率可以通过寄生电容来确定。
根据进一步的实施例，参见图2的配置100a，提供所述多个阻抗元件120的一个或多个阻抗元件的第一组G1，第一组G1包括第一类型的阻抗元件，并且提供所述多个阻抗元件120的一个或多个阻抗元件的第二组G2，第二组G2包括第二类型的阻抗元件，第二类型的阻抗原价不同于第一类型的阻抗元件。这进一步增加了操作灵活性。根据进一步的实施例，也可以提供多于两个组G1、G2，每个组具有不同类型的阻抗元件120。
根据进一步的实施例，导电材料的所述第一层110a和导电材料的所述第二层110b基本上彼此平行地被布置(即，围绕5度的最大角度)，这可以(例如)通过在衬底层130的相应的相对的(例如，顶部和底部)表面上布置具有导电材料的所述第一层和所述第二层来取得。
根据进一步的实施例，参见图3的配置100b，所述多个阻抗元件的至少一些阻抗元件沿所述装置100b的至少一个维度x、z在规则的栅格中布置，其中优选地所述规则的栅格以沿所述至少一个维度的相应的间隔d1、d2为特征。目前，如图3的顶视图可见，有阻抗元件120的两“行”R1、R2，其中沿x轴的相邻的阻抗元件120的间隔由附图标记d1表示，并且其中沿z轴的相邻的阻抗元件120的间隔由附图标记d2表示。根据进一步的实施例，d1可以等于或者不同于d2。根据进一步的实施例，在至少一个维度或者在x、y轴上的不规则的间隔也是可能的。
总体上，根据进一步的实施例，阻抗元件可以被任意地被放置在层110a、110b之间，例如，通过所述(多个)阻抗元件在所述层110a、110b之间的，在将来可能需要或者在将来应当是可配置的借助的耦合的所有位置。如果未来需要该耦合，则对应的(多个)阻抗元件可以通过适当的配置来激活(例如，当使用开关时，该开关可以被导通的，或者当使用变容器时，该电容器可以被增加；为此，可以使用选择性的控制线)。否则，对应的(多个)阻抗元件可以维持未激活，以便在基本上没有耦合将被产生(区别于因(例如)同样的阻抗元件的寄生电容和/或在其断开状态中的开关的不理想的开路电阻带来的效应)。
图4A示意性地描绘根据实施例的制造装置100(图1)的方法的流程图。所述方法包括以下步骤：提供200(图4A)导电材料的所述第一层110a(图1)，提供202(图4A)导电材料的所述第二层110b在所述第一层110a和所述第二层110b之间，提供204多个阻抗元件120，所述阻抗元件120将所述第一层110a与所述第二层110b连接，其中所述多个阻抗元件120的至少一些阻抗元件的阻抗值是可控的。
根据进一步的实施例，上述提供步骤200、202、204的不同顺序也是可能的。作为示例，首先，可以提供多个阻抗元件120，多个阻抗元件120可以(例如)被布置或者嵌入在衬底层130内。此后，衬底层130的相对的(例如，顶部和底部)表面可以被提供以第一导电层110a和第二导电层110b。根据进一步的实施例，使用其他的步骤的顺序的其他变型也是可能的。
进一步的实施例的特征在于根据实施例的一种操作装置100的方法，参见图4B的流程图。所述操作的方法包括以下步骤：配置210所述阻抗元件120的一个或多个，操作212所述装置100，并且，可选地，重配置214所述阻抗元件120的一个或多个。重配置214的选择性步骤也可以被动态地执行，即，在装置100的操作期间。
根据进一步的实施例，配置210和/或重配置214的步骤可以包括：控制所述装置的阻抗元件的至少一个阻抗元件的阻抗值和/或至少一个组的阻抗值(例如)以具有预定值。特别地，配置210和/或重配置214的步骤可以在场中被执行，甚至是动态地(即，当装置是可操作的时)，以便关于层110a、110b的耦合的任意配置可以基于阻抗元件120的数量、类型和空间分布来取得。总之，优选的实施例可以包括规则的二维(即，矩阵类型)栅格阻抗元件，例如在层110a、110b之间沿图1的x-z平面被分布，以便多种耦合变型可以通过用于任何可能的未来应用的配置来建立。
根据进一步的实施例，操作212的步骤可以(例如)包括通过所述装置100处理一个或多个信号，优选地是RF信号。
转至图14，图示了根据进一步的优选实施例的应用场景。框B1代表接收组件需求A1的用户，(例如)根据装置100所需的目标***1000，参见图15。作为示例，根据进一步的实施例，目标***1000可以包括或者代表用于处理射频(RF)信号的设备1000，其中所述设备1000被配置为接收至少一个输入信号A5(例如，在MHz(兆赫)或者GHz(千兆赫)范围中的RF信号)，其中所述无线电设备1000包括根据实施例的至少一个装置100，并且被配置为通过所述装置100处理所述至少一个输入信号A5。可选的，设备1000可以基于所述处理输出输出信号A6。作为示例，装置100可以被配置为实施以下元件的至少一个元件的功能：滤波器、天线、波导、传输线、共振器等。
返回到图14，用户B1(或者被配置为执行这些步骤的计算单元)可以根据组件需求A1和可选地根据进一步的限制得到组件设计A2，进一步的限制诸如例如目标操作频率范围、所需滤波器特性、功率处理能力等。组件设计A2被提供给控制设备B2，140(图1)，用于控制所述多个阻抗元件120的至少一些阻抗元件和/或阻抗元件的组，以实施如以组件设计A2为特征的的期望的功能。控制设备B2，140得到用于所述多个阻抗元件120的至少一些阻抗元件和/或阻抗元件的组的合适的控制信号A3，并且相应地控制装置B3，100或者其相应的阻抗元件120。可选地，根据进一步的实施例，装置B3，100或者其相应的阻抗元件120可以向控制设备B2,140提供反馈或者状态(更新)信息。
根据进一步的实施例，根据实施例的装置100的重配置性可以使用多种类型的阻抗元件来实现，诸如例如变容器或者开关，例如基于MEMS、碳纳米管或者电致变色(EC)材料。根据进一步的实施例，阻抗元件120，例如开关，可以经由控制单元140(图1)(对应于图14的框B2)来控制，控制单元140可以向装置100发送相应的控制信号，例如，在致动请求的意义上，对于装置100，优选地基于设备/总的***/网络需求。如上所述，控制单元140，B2可以从用户接收组件设计A2形式的输入，这可以(例如)手动完成或者使用计算机软件完成。根据进一步的实施例，然后，控制单元140，B2可以验证装置100的状态，例如，单独的阻抗元件的状态，并且可以激活阻抗元件，例如开关。根据进一步的实施例，基于被致动的阻抗元件的性能参数，例如开关，(例如，电流消耗或者电压降)，控制单元140，B2可以接收状态响应，状态响应可以被用于正确的/不正确的操作的验证。
有利的是，根据进一步的实施例，装置100的配置(即，用于至少一个可控的阻抗元件的所需的阻抗值的设置)可以被快速改变，例如与用于实施所述阻抗元件120的开关或者变容器的稳定时间一样快。根据进一步的实施例，如果开关被用于实施所述阻抗元件120，根据(例如)应用和所需的功率处理能力，可以分别使用多种开关或者开关类型。仅举几例：MEMS、PIN、肖特基冷MESFET(金属-半导体场效应晶体管)、MOSFET。根据实施例，原理适用于平面PCB(印刷电路板)、LTCC(低温共烧陶瓷)和IC(集成电路)类型的实施方式。
根据进一步的实施例，参见由图5描绘的装置100c，所述多个阻抗元件的至少一个阻抗元件120_2(例如，诸如MOSFET的开关或者EC-类型的开关)包括具有多个功能层FL的堆叠层配置，其中所述功能层FL沿堆叠坐标sc在彼此之上被堆叠，其中堆叠坐标sc基本上平行于第一层110a和/或所述第二层110b的表面的表面法向sn。这实现了高集成度。然而，根据进一步的实施例，堆叠坐标可以基本上垂直于第一层和/或所述第二层的表面的表面法向sn，或者与不同于上述变型的任何其他方向对齐。
如图5可见，开关120_2的功能层FL使用端120_2a、120_2b连接于相应的层110a、110b。可选地，在衬底层材料130’内嵌入的通孔120_2a’、120_2b’可以在功能层FL和相应的层110a、110b之间被提供。控制线120_2c也可以嵌入于衬底层材料130’中，并实现从控制单元140向阻抗元件120_2提供控制信号，以控制器阻抗或者开关状态。
根据进一步的实施例，可选的的衬底层130的层厚度Ts可以(例如)在10μm(微米)到若干毫米(mm)的范围内(例如，类似于PCB衬底)，优选地在大约100μm到若干mm之间。
图6示意性地描绘根据进一步的实施例的装置100d的立体视图。装置100d包括被实施为开关形式的多个阻抗元件120，多个阻抗元件120可以被嵌入于被布置在导电层110a、110b之间的衬底层130中。如图6可见，开关通过衬底层130垂直地扩展，即平行于传导层110a、110b的表面法向(图5)。
有利的是，根据进一步的实施例，通过打开或者闭合开关120，本地EM条件可能被强烈影响。作为示例，当特定的开关120’保持打开时，所述特定开关120’的区域(也包括层110a、110b的部分)中的本地的电流值(以及相关联的M(磁)场)减小，但是本地的电压值(以及相关联的E(电)-场)增加。当开关120’被闭合时，情形相反。由于处理信号(例如，RF信号)的设备的功能依赖于磁场和电场的操纵，因此，装置100d的开关120的致动改变相对于该信号的装置的功能。根据实施例的装置100、100a、100b、100c、100d可以包括任何标准的RF设备，诸如滤波器、天线、移相器、定向耦合器，略举几例。此外，通过配置装置100d，与它们的互联的的网络(诸如传输线或者波导)一起，功能设备中的若干差异可以被编程。装置100d的配置也可以使用可选的控制单元140按需的被再编程(“重配置”)，例如，通过为单独的阻抗元件或者阻抗元件的组提供控制信号cs。
图7示意性地描绘根据进一步的实施例的装置100e的立体视图，相较于图6的配置100d，装置100e包括附加的以串联的方式与单独的开关120连接的直流(DC)阻隔电容器BC，防止在阻抗元件(开关)和/或第一导电层110a和/或第二导电层110b之间的直流信号分量的交换。请注意，可以在开关120的两端(上端和下端)提供DC阻隔电容器，尽管出于清楚的原因，只有下端的DC阻隔电容器BC被图7描绘。简言之，对于装置100e的单独的开关120”，提供如下串联：所述开关120”的区域中的第一层110a的部分、第一DC阻隔电容器BC、开关120”、第二DC阻隔电容器BC、所述开关120”的区域中的第二层110b的部分。图7也描绘了多个控制线或者输入CI1、CI2，可以被嵌入于衬底层130(图1)的衬底材料中，在图7中未示。根据优选的实施例，控制输入CI1、CI2实现使用相应的控制信号cs供应每个单独的开关120”(和/或开关的组)，控制信号cs可以(例如)由选择性的控制单元140提供。
根据进一步的实施例，用于开关120的操作电压可能高度依赖于所使用的技术。例如，对于基于PIN二极管的开关，导通电压高达1V，但是导通DC电流可能超过几mA(毫安)。根据进一步的实施例，对于基于MOSFET的开关(特别是CMOS)，导通电压可能上升至5V。在两种情况中的断开电压可能是0V。
根据进一步的实施例，对于基于EC的开关，导通电压可以上升至10V，而断开电话可以是负的(也是10V左右)。
根据进一步的实施例，如果可变阻抗(即，使用半导体技术的可变电容)被使用，直流偏置电压可以范围高达10s V，其中准确的值可以通过使用的特定的半导体技术的击穿电压来确定。根据进一步的实施例，对于基于EC的可变电容，直流偏移电压高达10V，然而根据激活的铁电薄膜的厚度，铁电可变阻抗元件可以使用高达100s V的高直流电压(厚薄膜需要更高的直流偏置电压)。
换言之，根据进一步的实施例，一旦被致动(即，被激活)，装置100e的开关120将顶层110a上的特定的点或者区域连接至底层110b，底层110b可以是接地平面，在层110a、110b的相应的区域中产生电流干扰。这反过来导致在第一层110a上的电流的重新分配，以便适应新引入的对接地平面110b的短路。如果装置或者设备100e作为天线操作，在其表面110a的任意点上放置任意的短路可能造成其阻抗和辐射特性的改变。
目前，装置100e的开关120在对应于矩阵布置的二维的规则的栅格中被布置，该二维的规则的栅格包括n行和m列，以便提供(n*m)个开关120。优选地，所有的n*m个开关120可以通过所述控制单元140被单独地控制，特别是独立于其他开关的状态的单独地被导通或者被断开。换言之，该配置代表“画布(canvas)”的类型，在画布上可以制作多种RF设备，例如通过配置单独的开关120。根据进一步的实施例，不同于开关，特别是EC开关或者MOSFET，具有可控阻抗的其他阻抗元件也可以被使用。根据进一步的实施例，开关可以被视为形成n*m矩阵，实现各种RF电路的“绘制”。以此方式，每个开关120可以被认为是在以所述装置100e的形式提供的RF画布上的“位”或者“像素”。通过适当地致动“位”或者“像素”(即，开关120或者总体上地阻抗元件120)，可以创建多种RF元件，诸如：天线、天线阵列、滤波器和波导。根据进一步的实施例，设备的粒度或者准确度依赖于开关的“密度”和/或他们在层110a和110b之间的空间分配。
图8示意性描绘根据进一步的实施例的装置100f的立体视图。在此，开关120可以(例如)是EC开关，开关120是在分离的层上制造并且被水平地布局，与在图7中描绘的实施例相反，图7示出开关被垂直地放置。图8的实现允许更加有效地集成，因为开关120的每个功能层FL(图5)可以被沉积在彼此的顶部，也允许更高的集成级别。提供贯通衬底层130的通孔VI以将开关120与阻隔电容器BC连接。
根据进一步的实施例，提供多个控制线CI1、CI2(参见图7、图8)以控制：a)所述多个阻抗元件的至少一个单独的阻抗元件，和/或b)所述多个阻抗元件的若干阻抗元件的组。以此方式，单独的阻抗元件120可以被单独地控制以取得所需的阻抗值。类似地，如果所述多个阻抗元件的若干阻抗元件的组G1、G2(图2)被提供以公用控制线，则使用所述公用控制线可以同时控制所述组G1、G2的所述若干阻抗元件。
根据进一步的实施例，(例如)有可能在所需的空间模式中提供若干阻抗元件，并且通过公用控制线控制所述阻抗元件。作为示例，如果若干阻抗元件以矩形的形式被布置在衬底层130(图1)中，则由所述矩形、第一传导层110a和第二传导层110b的部分定义了一个基本上立方体的形状，由此(例如)可以通过所述阻抗元件的适当控制来定义共振器。例如，当控制所述阻抗元件以假设导通状态，在所述阻抗元件的区域中的第一层110a和第二层110b之间实现低阻抗耦合，该立方体的形状的相应的部分可以被控制以假设所需的电势，即第二传导层的势能，这可以(例如)对应于参考势能，诸如例如接地势能。
根据进一步的实施例，如上已提到的，装置100、100a、100b、100c、100d、100e、100f进一步包括控制设备140，控制设备140用于控制所述多个阻抗元件120的至少一些阻抗元件120和/或阻抗元件的组G1、G2，其中所述设备140优选地被配置为控制所述多个阻抗元件120的至少一些阻抗元件和/或阻抗元件的组的阻抗值。因此，控制单元140可以执行装置的配置和/或重配置，参见以上参考图4B说明的步骤210、214。
根据进一步的实施例，控制设备140(图1)可以被配置为对阻抗元件120_1的控制线120_1c和/或阻抗元件的组(例如，用于包括作为开关的MOSFET阻抗元件的相应的漏极-源极电压，或者用于包括变容器的阻抗元件的(DC)控制电压)应用对应的控制信号。
根据进一步的实施例，根据装置100g(“RF画布”)的大小(参见图9A、图9B)和阻抗元件120(例如，RF开关)的体积密度，装置100g可以支持多于一个设备的同时配置。图9A描绘装置100g的顶视图，装置100g包括(例如)如同以上参考图7说明的规则的开关矩阵，其中第一层110a未被示出，并且出于清楚的目的，其中没有被激活的开关(即，在其断开或者高阻抗状态中)没有被示出。可见，当前被激活的开关界定了装置100g的多个区域，从而定义了多个组件，这些组件可以与层110a、110b一起被用于信号的处理，例如RF信号的处理。作为示例，第一区域RE1定义包括单独的天线ant1、…、ant12的天线阵列，在图9B中，该天线阵列也被集中使用附图标记ANT来表示。第二区域RE2定义衬底集成波导(SIW)，第三区域RE3定义共振器res1、res2、res3，可以作为三极滤波器FILT操作，并且第四区域RE4定义了另一个天线。如果需要其他功能元件，装置100g可以是(甚至动态地)被重配置，以激活其他开关和/或禁用当前被激活的开关。换言之，基于装置100g的阻抗元件120(例如开关)的矩阵，通过重配置，所需的功能元件可以简单地被“画”在装置100g中所嵌入的RF画布上。如根据实施例的原则所提出的重配置的级别和硬件的可重复使用性，特别是RF硬件，尚未被提出，更不必说在文献中的任何地方所呈现。
图10示意性描绘根据进一步的实施例的装置100h的横截面侧视图。装置100h包括第一层***LS1，第一层***LS1包括第一导电层110a、第二导电层110b和被布置在其间的第一介电衬底130a。在所述第一衬底130a中嵌入的是第一数目的阻抗元件1201。在这方面，装置100h的配置对应于图1的装置100的配置。附加地，图10的装置100h包括第二层***LS2，第二层***LS2包括第三导电层110c，第四导电层110d和被布置在所述层110c、110d之间的第二介电衬底130b。在所述第二衬底130b中嵌入的是第二数目的阻抗元件1202。在层***LS1、LS2之间，可以提供选择性的中间层IL1，中间层IL1优选地包括介电材料。
图10的装置100h的层***LS1、LS2中的任何一个层***可以包括上面说明的任何装置100、100a、…、100g的功能或者其任何组合。同样，根据进一步的实施例，层***LS1、LS2中的每个层***可以具有不同数目的阻抗元件1201、1202。
根据进一步的实施例，可以提供多于两个层***LS1、LS2，同样参考以下进一步说明的图12。
图11示意性地描绘根据进一步的实施例的装置100i的横截面侧视图，装置100i类似于图10的配置100h。相比之下，导电面层110c(即第三层110c)是不连续的，而是贴补的，因为提供了单独的表面元件1101、1102、1103、1104，单独的表面元件1101、1102、1103、1104与剩余的第三层110c电性隔离但是与相应的阻抗元件电性地连接。作为示例，第一表面元件1101被示出连接于层堆叠LS2的第一阻抗元件1203_1。以此方式，特别是天线和其他辐射(和/或接收)结构可以通过控制相应的阻抗元件来灵活地配置，所述表面元件经由相应的阻抗元件耦合于第四层110d，根据进一步的实施例，第四层110d可以(例如)代表接地平面。根据进一步的实施例，在第三层110c内，由图11示例性地描绘的表面元件的配置也可以沿另一的维度(即沿与绘制平面垂直的z轴)被应用，以便可以提供单独的表面元件的矩阵类型布置，可以单独地(或者以组)被连接或者(在(例如)变容器作为阻抗元件的情况中，也可以电容性地)耦合于第四层110d。根据进一步的实施例，在第一层***LS1和第二层***LS2的任何层之间的通孔(未被示出)也是可能的，以便(例如)在第一层***LS1中，功能组件(诸如例如共振器或者滤波器)可以通过阻抗元件1201的配置来提供，如以上参考图1到图10所说明，然而在第二层***LS2中，优选地天线模式等可以通过配置来定义。根据进一步的实施例，也有可能提供具有可控的阻抗的至少一个另外的的阻抗元件(未被示出)，用于耦合至少两个优选地相邻的表面元件1101、1102。
图12示意性地描绘根据进一步的实施例的装置100k的立体视图，其中N个层***LS1、LS2、…、LSN被布置在由介电中间层ML1、…、MLN分离的多层结构中，由此取得特别紧凑的配置。根据进一步的实施例，层***LS1、LS2、…可以通过接地平面彼此隔离或者通过移除(多个)接地平面来耦合。根据进一步的实施例，通过使用通孔的本地层内***耦合也是可能的。这种布置也将设备可能性扩展到半-3D应用(也称为2.5D)中，其中电流在层1到层N中流动，但是它们被布置在将层耦合的3D空间中。利用图12的配置，针对多层化(multi-layering)的类似的方法也可以被应用于以上相对于图1到图11说明的实施例，或者被应用于以上相对于图1到图11说明的任何实施例的组合。
根据进一步的实施例，装置100k的至少一个层***包括两个连续的层110a、110b(图12中未被示出)，类似于基于图1的配置100的优选的实施例。根据其他示例，装置100k的每个层***包括被贴补的第一层或者顶层110a，类似于图11的层110c。
图13A、图13B示意性地描绘根据进一步的实施例的电致变色(EC)开关2100的立体视图。EC开关2100可以(例如)被用于实施如上说明的一个或多个阻抗元件120，特别是以射频(RF)开关的形式。RF开关被用于用于在多个频带中的信号切换的许多应用中，。RF开关的目的之一(例如)是将特定信号路径导通(ON)或者断开(OFF)。使用RF开关的应用包括(例如)通信***、波导开关和测试***。
电致变色材料是允许通过应用电压来控制它们的光学的和/或电子特性的材料。电致变色材料在有电压出现时在光学的和/或电子的特性上展示可逆的改变。电致变色单元的示例包括一个或多个电致变色(EC)层和夹在传导层之间的包含离子的电解层。在非致动状态中，一个或多个EC层是不导电的，并且表现为绝限体。电解层在致动状态或非致动状态中是不导电的。一旦在传导层之间应用DC偏置电压，来自电解层的离子被驱逐，并且接下来通过嵌入的过程被注入一个或多个EC层，嵌入改变EC层的基础特性。对于EC和电解材料的某些组合，当DC偏置电压被应用时，EC层变得可导电。
图13A图示根据以上参考图1到图12说明的实施例的用于在装置中使用的电致变色(EC)开关2100的实施例，特别是用于RF应用。接地平面层2102用作用于EC开关2100的衬底。接地平面层2102由导电材料(例如，金、铟锡氧化物(ITO)、氧化锌(ZnO)或者导电聚合物)形成。两个主要的区域形成在接地平面层2102上。第一个是EC区域2104，包括结合图13B详细说明的至少两个层。第二个是电解区域2106。电解区域2106用作将被注入EC区域2104的可用的离子库。在实施例中，电解区域2106是从铌酸锂(LiNbO3)形成的，但是满足显示不同离子和电子导电性的需求的，近似地对于离子σI>10-7S/cm，以及对于电子σE<10-10S/cm(西门子每厘米)的任何电解质也可以被使用。EC区域2104和电解区域2106由介电间隔物2108来分离。在实施例中，介电间隔物2108是氧化硅(SiO2)，但是可以使用任何DC偏置电压不激活材料。
微带线2110从开关2100的一侧向另一侧传输RF信号，并且被安装在EC区域2104。尽管用于说明目的图13A示出微带线2110具有RF输入和RF输出，但任何一端可以在有需要时被用于输入或者输出。DC偏置线2112将微带线2110连接于电解区域2106。在实施例中，DC偏置线2112可以被安装在DC偏置电压不激活衬底2114上，DC偏置电压不激活衬底2114类似于或者与介电间隔物2108相同，以便避免在Li离子到达微带线2110之前从DC偏置线2112扩散进入EC区域2104。导电垫2116在电解区域2106上形成。在实施例中，微带线2110、DC偏置线2112和导电垫2116从导电材料(例如，金、银、铜或者铟锡氧化物(ITO))中形成。类似地，根据进一步的实施例，根据以上参考图1到图15说明的实施例的装置100、…100k的传导层110a、110b、110c、110d可以从传导材料(例如，金、银、铜或者铟锡氧化物(ITO))形成。
图13A的部分的放大视图在图13B中被示出。相同的参考数字指代在图中的相同的部分。在实施例中，EC区域2104被示出包括三层，第一变色层2202、选择性的传导层2204和第二变色层2206。在示例实施例中，变色层2202和2206是过渡金属氧化物，例如，分别为氧化钨(WO3)和氧化镍(NiO)。在其他代表性实施例中，变色层202可以从(例如)氧化钛(TiO2)、三氧化钼(MoO3)、氧化钽(Ta2O5)或者五氧化二铌(Nb2O5)形成，而变色层206可以从(例如)氧化铬(Cr2O3)、氧化锰(MnO2)、氧化铁(FeO2)、氧化钴(CoO2)、氧化铑(RhO2)或者氧化铱(IrO2)形成。传导层2204是可选的，并且被用于调整开关2100的操作特性，将在下面进行更加详细地说明。它可以从(例如)铟锡氧化物形成，尽管几乎任何传导性材料都可以被使用。
在操作上，RF信号进入在开关2100的一侧上的微带线2110，并且在另一侧退出，如图13A所示。在缺少任一DC偏置电压Vdc1、Vdc2的情况下，微带线2110表现为简单的传输线。
如图13A所示的两个DC偏置电压可以被用于EC开关2100的操作。第一偏置电压Vdc1被应用于传导垫2116和接地平面2102之间，以在运转中在电解区域中设置Li离子。为了描述较佳的实施例的目的，电解区域2106将被描述为具有Li离子的铌酸锂(LiNbO3)，但是本领域普通技术人员将理解，该说明应用于满足上述条件的任何电解质。Vdc1的值依赖于电解层2106的厚度，但是通常小于10V。
一旦在运转中，当在传导垫2116和DC偏置线2112之间应用第二偏置电压Vdc2时，这些离子通过DC偏置线2112移动进入RF微带线2110，在RF微带线2110，它们被注入进入变色层2202和2206(图13)。在实施例中，Vdc2通常小于10V。Vdc2的应用使得Li离子***变色层2202和2206，以便它们变得可导电，这使得微带线2110与接地平面层2102通过导体2204短路，如果存在的话。短路微带线2110防止沿微带线2110的RF信号的传输。颠倒DC偏置电压的极性导致脱嵌。换言之，通过DC偏置线2112，Li原子从变色层2202和2206中移出，并且返回电解区域106，使得微带线2110再次表现为传输线。如图13A和图13B所示，偏置线2112是单条线。在备选的实施例中，偏置线2112可以采用其他形式，例如，被加载电容器或者RF扼流器的线(例如)。
如上所述的EC开关2100具有若干技术优点，包括用于不同应用的开关特性的订制。例如，开关速度可以通过调整变色层的厚度或者增加曝露于电解区域的传导垫的大小来增加。
在实施例中，EC区域2104的变色层2202和2206接近50-500nm(纳米)，然而，这些层的厚度可以变化以适合特定的开关应用和设备大小需求。可选的传导层2204的厚度，如在变色层的情况下，也可以变化以适合特定的开关应用和设备大小需求。在实施例中，传导层2204小于5微米(μm，微米)的厚度。在一些实施例中，诸如当需要减小EC区域2104的总厚度时，传导层2204可能被消除。备选地，EC区域2104的总厚度可以通过增加传导层2204的厚度来变化，以便(例如)可以与其他的任何外部电路相兼容。在(例如)设备开关速度没有那么重要的备选的实施例中，相反，EC区域2104的总厚度可以通过增加变色层2202和2206的厚度来增加。
变色层2202和2206的厚度依赖于所需的操作特性。当DC偏置电压被应用时，变色层2202和2206在离子的***时改变其特性，并且因此，这些层越厚，用于发起从电介质到导体的转换所需的离子的数目越大。这反过来可能需要以电解区域2106的形式的更大的离子源，这增加了设备的大小，并且有可能影响其速度。
EC开关2100的附加的性能特性可以通过调整变色层2202的厚度被调节。在实施例中，变色层202由氧化钨(WO3)形成，在在施加DC偏置电压之后，当被***时，变色层202是具有大约3x10-3(Ω.cm)的通常电阻值的相对弱的导体。在一些实施例中，对于与传导层2204一起的变色层2202，使用薄的WO3层(例如，小于100nm)可能是有利的，这是因为传导相对于接地平面2102垂直。在该情况下，变色层2202的低导通性对整个分层结构的性能没有负面影响。
变色层2206可以具有与变色层2202相似的高度。变色层2206用作执行DC偏置极化敏感性，这允许开关2100导通和断开。当开关2100被导通时，微带线2110被短路，并且没有信号被传输。在缺少变色层206的情况下，开关2100将能够被导通，然而，它可能无法被断开，这是因为，不论DC偏置供应的极性，来自电解区域2106的离子将流入未受阻的变色层2202。在正的DC偏置供应的情况中，离子将从上电极流入(微带线2110)流入变色层2202，并在在负的DC偏置电压的情况下，离子将从下电极(接地平面2102)流入变色层2202。
在实施例中，在提供足够大的表面积以包含被需要的足够的离子以引起变色层2202和2206的绝缘体-导体转换的同时，电解区域2106的厚度可以等于变色层2202、2206和选择性的传导层2204的总和。
EC开关2100的开关特性的进一步的调整包括动态的范围(例如)也可以被调整。开关的动态范围被理解为在其导通和断开状态之间的比率。为了确定动态范围，在开关处于断开状态时，测量***损失。理想地，尽可能地低。然而，这是由开关的整个衬底的介电参数影响的。接着，一旦开关被导通，***损失被测量。两次***损失的差是动态范围。EC开关2100的动态范围可以通过变色层和夹层导体的厚度来调整，如果存在的话。另外，功率处理可以通过EC区域2104的总的厚度来确定。在实施例中，当EC区域2104更厚，因在衬底中的降低的能量密度，它可以处理更高的功率信号。伴随动态范围，功率处理也可以通过变化EC层和夹层导体的厚度来调整，如果存在的话。
上面指示的参数当然不是详尽的，由于其他参数(诸如操作的频率)可以被类似地调整。例如，对于操作在低频率的设备，因为不需要的寄生电容，EC开关的实施例可能具有更厚的EC区域2104。在备选的实施例中，操作在更高频率上的设备将使用更薄的EC区域2104，以用于EC开关。操作在RF频率(包括μ-波和mm-波频率)上的设备的厚度可以根据它们对应的波长被测量，从而确保它们具有相同的“电的”厚度。然而，RF设备也可能以标准测量单位被测量，诸如毫米或者英寸。在低频上，波长是大的，从标准的角度来看，指示该设备更厚。因此，在不受其他参数影响的情况下，通过改变导电层2204的高度，不同的实施例可以被提供。
可以被调整的另一参数是EC开关2100的速度。该参数依赖于可用的Li离子的数目，即电解区域2106的大小和变色层2202和2206的高度。通常，变色层2202和2206的高度越低，并且Li离子的库越大，EC开关的速度越大。
根据进一步的实施例，以上参考图13A、图13B说明的EC开关有利地被用于形成装置100、100a、…、100k的至少一个阻抗元件120。作为示例，开关2100的RF输入区可以被连接于第一传导层110a(图1)，并且开关2100的RF输出区可以被连接于(例如)装置100的第二传导层110b。
根据进一步的实施例，通过控制线120_1c(图1)、CI1、CI2(图7、8)，偏置电压Vdc1、Vdc2的一个或多个可以被提供给开关2100。根据进一步的实施例，图8的装置100f的一个或多个阻抗元件120可以被实施为图13A、图13B的EC开关2100的形式。
根据进一步的实施例，图13A的EC开关可以使用多层化的衬底来形成。作为示例，关于图1，衬底130可以向形成图13A的EC开关2100的多层化的衬底。为了更加具体或者为了考虑直流偏置，根据进一步的实施例，在保持DC偏置电容器的同时，(例如)图7的一个或多个开关120可以被替换为图13A的EC开关2100，以便不会无意地对本应被断开的开关进行偏置。
根据进一步的实施例，当使用EC-类型的开关时，开关可以被控制，即，开关使用光而不是偏置电压被偏置。作为示例，根据进一步的实施例的用于光学可控的EC开关的控制信号可以通过(集成的)光源(例如，宽光谱-LED或者半导体激光)来提供。优选地，所述光源可以被嵌入或者放置于与EC开关2100的EC层堆叠相同的平面中。
根据实施例的原则实现设备1000的设计(图15)，特别是RF设备(例如，处理RF信号的设备)，实现它们的不受限的可调节性，并且因此，允许建立完全可重配置的RF组件。这实现了新的组件的更快的开发以及现有组件的更高的适用性。这可以使得整体***和网络与(例如)不断改变的环境条件完全适配。通过使用根据实施例的原理，可以提供灵敏的产品和整体认知***。除了(通过控制阻抗元件的阻抗)实现完全可配置的硬件，根据实施例的原则也增加了装置的稳健性和对错误的恢复力。如果对于任何原因，已激活的RF设备(由对应地控制的阻抗元件所定义)失败，另一个可以通过激活另开关集合(例如通过重配置)来形成。根据优选的实施例，电致变色开关，例如以上参考图13A、图13B说明的，可以被用于形成一个或多个阻抗元件120。
描述和附图仅图示较佳实施例的原则。因此，本领域技术人员将能够设计各种布置，这些布置尽管本文未明确描述或者示出，但体现本发明的原理并且其被包括在本发明的精神和范围内。此外，本文所引用的所有的示例在原则上旨在清楚地作为仅用于教育的目的，以辅助读者对较佳实施例的原理的理解和(多个)发明人所贡献的推进本领域的概念，并且所有的示例将被解读为不限于该特定地所引用的示例和条件。此外，本文引用原理、方面和实施例的所有记载，及其具体示例，旨在包括其等同。
本领域技术人员应当理解，本文的任何框图代表体现较佳实施例的图示电路的概念上的视图。类似地，它可以被理解为任何流程图、流程示意图、状态转换图、伪码等表示可以在实质上被表示为计算机可读介质并且由计算机或者处理器执行的各种过程，不论该计算机或者处理器是否被明确地示出。
本领域技术人员将容易理解，各种上述方法的步骤可以由被编程的计算机执行和/或控制。在本文中，一些实施例也旨在覆盖程序存储设备，例如数字数据存储介质，程序存储设备是机器或者计算机可读的，并且对指令的机器可执行的或者计算机可执行的程序进行编码，其中所述指令执行所述上述方法的一些或者全部步骤。该程序存储设备可以是(例如)数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁性存储介质、硬驱动、或者光学可读数字数据存储介质。实施例也旨在覆盖被编程以执行上述方法的所述步骤的计算机。

Claims (14)

1.一种用于处理在射频(RF)范围内的信号的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，包括：导电材料的第一层(110a)和导电材料的第二层(110b)、以及被布置在所述第一层(110a)和所述第二层(110b)之间的多个阻抗元件(120)，所述阻抗元件(120)将所述第一层(110a)与所述第二层(110b)连接，其中所述多个阻抗元件(120)中的至少一些阻抗元件的阻抗值是可控的。
2.根据权利要求1所述的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，其中所述第一层(110a)和/或所述第二层(110b)是连续的层。
3.根据权利要求1所述的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，其中衬底层(130)被提供在所述第一层(110a)和所述第二层(110b)之间，并且其中所述多个阻抗元件(120)被布置在所述衬底层(130)内。
4.根据权利要求1所述的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，其中所述多个阻抗元件(120)中的至少一个阻抗元件包括以下中的至少一项：开关、特别是电致变色开关(2100)、可变电容器。
5.根据权利要求1所述的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，其中所述多个阻抗元件(120)中的一个或多个阻抗元件的第一组(G1)被提供，所述第一组(G1)包括第一类型的阻抗元件，并且其中所述多个阻抗元件(120)中的一个或多个阻抗元件的第二组(G2)被提供，所述第二组(G2)包括第二类型的阻抗元件，所述第二类型的阻抗元件不同于所述第一类型的阻抗元件。
6.根据权利要求1所述的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，其中导电材料的所述第一层(110a)和导电材料的所述第二层(110b)基本上彼此平行地被布置。
7.根据权利要求1所述的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，其中所述多个阻抗元件(120)中的至少一些阻抗元件沿所述装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)的至少一个维度(x、z)被布置在规则的栅格中，其中优选地是，所述规则的栅格以沿所述至少一个维度(x、z)的各自间隔(d1、d2)为特征。
8.根据权利要求1所述的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，其中所述多个阻抗元件(120)中的至少一个阻抗元件(120_2)包括具有多个功能层(FL)的堆叠层配置，其中所述功能层(FL)沿堆叠坐标(sc)被堆叠在彼此之上，其中堆叠坐标(sc)基本上平行于所述第一层(110a)和/或所述第二层(110b)的表面的表面法向(sn)。
9.根据权利要求1所述的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，其中至少一个电容性元件(BC)串联连接至所述多个阻抗元件(120)中的至少一个阻抗元件(120_2)。
10.根据权利要求1所述的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，其中多个控制线(120_1c、120_2c、CI1、CI2)被提供以控制：a)所述多个阻抗元件(120)中的至少一个单独的阻抗元件(120_1)，和/或b)所述多个阻抗元件(120)中的若干阻抗元件的组(G1、G2)。
11.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，还包括控制设备(140)，所述控制设备(140)用于控制所述多个阻抗元件(120)中的至少一些阻抗元件和/或阻抗元件的组(G1、G2)，其中所述控制设备(140)优选地被配置为控制所述多个阻抗元件(120)中的至少一些阻抗元件和/或阻抗元件的组(G1、G2)的阻抗值。
12.一种制造用于处理在射频(RF)范围内的信号的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)的方法，所述装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)包括导电材料的第一层(110a)和导电材料的第二层(110b)，所述方法包括以下步骤：提供(200)导电材料的所述第一层(110a)，提供(202)导电材料的所述第二层(110b)，在所述第一层(110a)和所述第二层(110b)之间提供(204)多个阻抗元件(120)，所述阻抗元件(120)将所述第一层(110a)与所述第二层(110b)连接，其中所述多个阻抗元件(120)中的至少一些阻抗元件的阻抗值是可控的。
13.一种操作用于处理在射频(RF)范围内的信号的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)的方法，所述装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)包括导电材料的第一层(110a)和导电材料的第二层(110b)、以及被布置在所述第一层(110a)和所述第二层(110b)之间的多个阻抗元件(120)，所述阻抗元件(120)将所述第一层(110a)与所述第二层(110b)连接，其中所述多个阻抗元件(120)中的至少一些阻抗元件的阻抗值是可控的，优选地是根据权利要求1到11中的任一项的用于处理在射频(RF)范围内的信号的装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，其中操作的所述方法包括以下步骤：配置(210)所述阻抗元件(120)中的一个或多个阻抗元件，操作(212)所述装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，以及可选地重配置(214)所述阻抗元件(120)中的一个或多个阻抗元件。
14.一种用于处理射频(RF)信号的设备(1000)，其中所述设备(1000)被配置为接收至少一个输入信号(A5)，其中所述设备(1000)包括根据权利要求1至11中的至少一项的至少一个装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)，并且被配置为通过所述装置(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f；100g；100h；100i；100k)来处理所述至少一个输入信号(A5)。
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