DOI QR코드

DOI QR Code

A Low Loss and Short-wavelength Transmission Line Employing Inverted Periodically Arrayed Capacitive Devices and Its Application to Miniaturized Passive Components on MMIC

저손실·단파장 특성을 가지는 반전된 형태의 주기적 용량성 선로구조와 MMIC상의 초소형 수동소자 개발에의 응용

  • 윤영 (한국해양대학교 전파공학과)
  • Received : 2011.04.15
  • Accepted : 2011.07.07
  • Published : 2012.01.31

Abstract

In this study, we propose a novel transmission line employing inverted PACD (Periodically Arrayed Capacitive Devices) for application to a development of miniaturized passive components on MMIC. The novel microstrip line employing Inverted PACD structure showed a loss much lower than conventional microstrip line. Using the inverted PACD structure, we fabricated a miniaturized impedance transformer on MMIC. the size of the impedance transformer was 0.012 $mm^2$, which is only 1.7% of conventional one. The impedance transformer showed good RF performances in a frequency range of 2.25~6.5 GHz.

본 논문에서는 기존의 PACD (Periodically Arrayed Capacitive Devices) 선로구조가 가지는 고 손실 특성의 문제점을 개선하기 위하여, 단파장 특성이 있는 Inverted PACD 구조를 제안하였다. Inverted PACD 선로구조의 손실특성은 종래의 PACD 구조와 비교하여 훨씬 개선되었으며, 구체적으로 ${\lambda}$/4의 길이를 가지는 Inverted PACD 선로구조의 손실특성은 4GHz에서 0.41dB이다. 그리고 상기 Inverted PACD 선로구조는 종래의 마이크로스트립 선로보다 단파장 특성을 보여주었으며, 구체적으로 종래의 전송선로 파장의 11.85%로 파장이 대폭 축소되었다. MMIC용 초소형 수동소자로서의 응용가능성을 제시하기 위하여, Inverted PACD 선로구조를 이용하여 GaAs MMIC상에 임피던스 변환기를 제작 및 측정하였다. 그 결과 Inverted PACD 선로구조를 이용하여 제작한 임피던스 변환기의 크기는 0.012 $mm^2$이며, 종래의 임피던스 변환기 크기의 1.7%의 면적을 차지하였다. 상기 임피던스 변환기는 2.25~6.5GHz 대역에서 -10dB 이하 반사손실과 -1dB이하의 삽입손실 등 양호한 RF 특성을 보여주었다.

Keywords

References

  1. A. A. Abidi, "RF-CMOS comes of age", IEICE Trans. Electron., vol. E87-C, no. 6, pp. 840-853, Jun. 2004.
  2. J. R. Long, "Passive components for silicon RF and MMIC design", IEICE Trans. Electron., vol. E86-C, no. 6, pp. 1022-1031, Jun. 2003.
  3. Y. Yun, "A novel microstrip-Line structure employing a periodically perforated ground metal and its application to highly miniaturized and low-impedance passive components fabricated on GaAs MMIC", IEEE Trans Microwave Theory Tech, 53, pp. 1951-1959, June 2005. https://doi.org/10.1109/TMTT.2005.848835
  4. Y. Yun, J. W. Jung, K. M. Kim, H. C. Kim, W. J. Chang, H. G. Ji, and H. K. Ahn "Experimental sudy on isolation characteristics between adjacent microstrip lines employing periodically perforated ground metal for application to highly integrated GaAs MMICs", IEEE Micro. Wireless Compon. Lett, vol. 17, no. 10, pp. 703-705, October, 2007. https://doi.org/10.1109/LMWC.2007.905597
  5. Y. Yun, K. S. Lee, C. R. Kim, K. M. Kim, and J. W. Jung, "Basic RF characteristics of the microstrip line employing periodically perforated ground metal and its application to highly miniaturized on-chip passive components on GaAs MMIC", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 54, no. 10, pp. 3805-3817, October, 2006. https://doi.org/10.1109/TMTT.2006.881626
  6. D. Ahn, J. S. Park, C. S. Kim, J. Kim, Y. Qian, and T. Itoh, "A design of low-pass filter using the novel microstrip defected ground structure", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 49, pp. 86-93, Jan. 2001. https://doi.org/10.1109/22.899965
  7. A. Lai, and T. Itoh, "Microwave composite right/left-handed metamaterials and devices," in Proc. Asia-Pacific Microwave Conf., Suzhou, China, Dec. 2005, pp. 31-34.
  8. J. Gao, and L. Zhu, "Per-unit-length parameters of 1-D CPW metamaterials with simultaneously series-C and shunt-L loading", in Proceedings of the Asia-Pacific Microwave Conf., Suzhou, China, Dec. 2005, pp. 39-42.
  9. 정장현, 강석엽, 윤영, "MMIC 상에서 주기적으로 배치된 용량성 소자를 이용한 단파장 전송선로", 한국마린엔지니어링학회지, 제34권 제6호, p. 840-845, 2010. https://doi.org/10.5916/jkosme.2010.34.6.840
  10. D. M. Pozar, Microwave Engineering. Reading, MA : Addison-Wesley, 1990.

Cited by

  1. A Study on RF Characteristics of Transmission Line Employing Inverted Periodically Arrayed Capacitive Devices for Application to Highly Miniaturized Wireless Communication system on MMIC vol.39, pp.1, 2015, https://doi.org/10.5916/jkosme.2015.39.1.52