밀리미터파 CMOS 온-칩 다이폴 안테나 설계 최적화

Abstract

본 논문에서는 CMOS 공정을 사용한 밀리미터파 대역 온-칩 다이폴 안테나의 최적화된 설계를 제안한다. CMOS 공정을 사용한 안테나에서 가장 큰 단점은 기판의 높은 유전율과 손실로 인하여 공기 중 방사 효율이 낮다는 것이다. 이를 극복하기 위한 방법으로 공기 중의 방사 영역 증가와 안테나와 반사체의 거리 최적화가 필요하다. 80 GHz에서 16.5 %의 효율과 22.3 %의 대역폭을 가지는 다이폴 안테나의 최종 설계에서 공기 중 방사 영역을 넓히기 위한 방법으로 기판 각도, 칩 가장자리-다이폴 사이 거리를 변화시켰으며, 안테나와 반사체 사이의 거리를 최적화하기 위한 방법으로 기판 두께와 안테나-접지면 사이 거리를 조절하며, 설계 환경이 안테나의 효율에 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다.