CPW Phase Shifter and Shunt Stub with Air-Bridge Fabricated on Oxidized Porous Silicon(OPS) Substrate

This paper presents a CPW phase shifter and shunt stub with air-bridge on a 10-${\mu}m$-thick oxidized porous silicon(OPS) substrate using surface micromachining. The line dimensions of the CPW phase shifter was designed with S-W-Sg = 100-30-400 ${\mu}m$. And the width and length of the air-bridge with "ㄷ“ shape were 100 ${\mu}m$ and 400-460-400 ${\mu}m$, respectively. In order to achieve low attenuation, stepped air-bridge CPW phase shift was proposed. The insertion loss of the stepped air-bridge CPW phase shift is more improved than that of no stepped air-bridge CPW phase shift. The measured phase characteristic of the fabricated CPW phase shifter is close to 180$^{\circ}$ over a very broad frequency range of 28 GHz. The measured working frequency of short-end series stub is 28.7 GHz and the return loss is - 20 dB. And the measured working frequency of short-end shunt stub is 28.9 GHz and the return loss is - 23 dB at midband. As a result, the pattering of stub in the center conductor of CPW lines can offer size reduction and lead to high density chip layouts.

산화된 다공질 실리콘 기판 위에 제작된 에어브리지를 가진 CPW Phase Shifter와 Shunt Stub

본 논문에서는 표면 마이크로머시닝을 사용하여 10 ${\mu}m$ 두께의 다공질 실리콘 산화막으로 제조된 기판 위에 에어브리지를 가진 CPW phase shifter와 shunt stub을 제작하였다. CPW phase shifter의 크기는 S-W-$S_g$ = 100-30-400 ${\mu}m$로 설계되었다. “ㄷ” 모양을 가진 에오브리지의 폭은 100 ${\mu}m$, 길이는 400-460-400 ${\mu{m$ 이다. 낮은 손실을 얻기 위하여, step 된 에어브리지를 가진 CPW phase shifter가 제안되었다. Step된 에어브리지를 가진 구조가 step이 없는 에어브리지를 가진 구조보다 삽입손실이 보다 더 향상되었다. 제작된 CPW phase shifter의 위상특성은 28 GHz의 넓은 주파수 범위에서 180$^{\circ}$ 의 천이를 나타내었다. 그리고 short-end series stub의 동작주파수는 28.7 GHz이며, 반사손실은 - 20 dB를 나타내었다. 또한 short-end shunt stub의 동작주파수는 28.9 GHz이며, 반사손실은 - 23 dB를 나타내었다. 이상의 결과에서 중앙 전송선에 설계된 stub은 크기 감소로 고 밀도 칩 레이아웃을 이끌 수 있는 장범을 가진다.