A study on basic characteristics of transmission lines employing various periodic strip structures on silicon substrate for a miniaturization of RF components

In this work, we studied basic characteristics of transmission lines employing various PSS (periodic strip structure) on silicon substrate for application to a miniaturization of RF components. According to the results, the transmission lines employing various PSS showed wavelength shorter than conventional coplanar waveguide due to their strong wave characteristics. Especially, with-contact structure was most effective for a miniaturization of RF component. Concretely, the size of the transmission line employing with-contact was only 4.39 % of the conventional coplanar waveguide, According to the bandwidth extraction result, the bandwidth of the transmission lines employing various PSS structures were wider than 384 GHz. Above results indicate that the transmission lines employing various PSS can be effectively used for application to a broadband and miniature RF component, and especially, with-contact is most effective for a miniaturization of RF components.

RF 소자의 소형화를 위해 실리콘 박막상에서 다양한 형태의 주기적 스트립 구조를 가지는 전송선로의 기본특성 연구

본 논문에서는 실리콘 RFIC(radio frequency integrated circuit) 상에서 초소형 수동소자에의 응용을 위하여 다양한 형태의 주기적 스트립 구조(PSS, periodic strip structure)를 이용한 전송선로의 기본 특성을 연구하였다. 그 결과에 의하면, 본 논문에서 제안한 다양한 형태의 PSS 구조를 가지는 전송선로는 종래의 코프레너 선로(CPW, coplanar wave guide)에 비해 강한 slow-wave 특성에 의해 단파장 특성을 보여주었으며, 특히, PSS와 접지면 사이에 contact가 존재하고 PSS에 slot이 존재하지 않는 with-contact 구조가 RF 소자의 소형화에 가장 효과적임을 알 수 있었다. 구체적으로 with-contact 형태의 전송선로에 대한 실리콘 박막상의 점유면적은 종래의 코프레너 선로에 비해 4.39%로 점유면적이 대폭 축소되었다. 대역폭 계산결과에 의하면 모든 형태의 PSS 구조는 적어도 차단주파수가 384 GHz이상의 광대역 특성을 보여주었다. 상기 결과들로부터 본 논문에서 제안한 다양한 형태의 PSS 구조를 가지는 전송선로는 광대역 및 초소형 RF 수동소자로써 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있으며, 특히, with-contact 구조가 RF 소자의 소형화에 가장 효과적임을 알 수 있었다.