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근거리장에 존재하는 하나 이상의 타겟에 빔 집속을 위한 능동형 메타표면 안테나에 있어서,능동형 메타표면 안테나를 구성하고, 하나 이상의 타겟에 전자기파를 집속하기 위한 복수의 단위 셀,상기 복수의 단위 셀 각각에 전자기파를 급전하기 위한 급전 장치,상기 능동형 메타표면 안테나의 중심으로부터 상기 하나 이상의 타겟과의 거리를 측정하여 상기 하나 이상의 타겟이 근거리장에 위치하는지 판단하는 거리 판단부, 그리고근거리장에 위치하는 상기 하나 이상의 타겟과의 거리에 따라 상기 복수의 단위 셀 각각에 급전되는 전자기파의 크기와 상기 복수의 단위 셀 각각으로부터 상기 하나 이상의 타겟으로 출력되는 전자기파의 세기를 제어하는 제어부를 포함하는 능동형 메타표면 안테나
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제1항에 있어서,상기 복수의 단위 셀은,연속적으로 온/오프 상태를 제어하는 능동형 RF소자인 varactor 다이오드, liquid crystal(LC)와 불연속적으로 온/오프 상태를 제어하는 능동형 RF소자인 핀 다이오드(PIN diode), RF micro-electrical-mechanical systems(MEMS) 중에서 어느 하나로 구성되는 능동형 메타표면 안테나
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제1항에 있어서,상기 거리 판단부는,비콘(Beacon), BLE(Bluetooth Low Energy), 리트로(Lytro) 카메라, 광학 카메라 및 TRTD(Time Reversal Target Detection) 모듈 중에서 적어도 하나를 이용하여 능동형 메타표면 안테나의 중심으로부터 상기 타겟과의 거리를 측정하는 능동형 메타표면 안테나
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제3항에 있어서,상기 거리 판단부는,상기 능동형 메타표면 안테나의 중심으로부터 상기 타겟과의 거리가 기준거리보다 작은 경우 해당 타겟이 근거리장에 위치하는 것으로 판단하되, 상기 기준거리(R)는 아래의 수학식을 통해 연산되는 능동형 메타표면 안테나:여기서, 는 상기 능동형 메타표면 안테나의 한변의 길이, 는 상기 능동형 메타표면 안테나의 파장이다
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제2항에 있어서,상기 제어부는,아래의 수학식을 이용하여 상기 복수의 단위 셀 각각으로부터 상기 타겟으로 출력되는 전자기파의 세기를 연산하는 능동형 메타표면 안테나:여기서, 는 상기 복수의 단위 셀 각각으로부터 상기 하나 이상의 타겟으로 출력되는 전자기파의 세기이고, 는 상기 급전 장치로부터 상기 복수의 단위 셀 각각에 입력되는 전력 성분 값이고, 는 상기 복수의 단위 셀에 요구되는 계수 행렬 성분(Required)이다
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제5항에 있어서,상기 제어부는,상기 타겟이 한 개인 경우, 아래의 수학식을 이용하여 상기 복수의 단위 셀 각각으로부터 상기 타겟으로 출력되는 전자기파()의 세기를 연산하는 능동형 메타표면 안테나:여기서, 는 공기 중의 전파상수이고, x0, y0, z0는 단일 타겟의 3차원 좌표, xk, yk, zk는 k번째 단위 셀 중심의 3차원 좌표를 나타낸다
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제5항에 있어서,상기 제어부는,상기 타겟이 복수개인 경우, 아래의 수학식을 이용하여 상기 복수의 단위 셀 각각으로부터 상기 복수의 타겟으로 출력되는 전자기파의 세기를 연산하는 능동형 메타표면 안테나:여기서, xi, yi, zi는 i번째 타겟의 3차원 좌표을 나타내고, xk, yk, zk는 k번째 단위 셀 중심의 위치의 3차원 좌표를 나타내며, 는 i번째 타겟의 진폭 가중치이며, 상기 진폭 가중치의 제곱의 합은 1이다
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제5항에 있어서,상기 제어부는,상기 복수의 단위 셀이 불연속적으로 온/오프 상태를 제어하는 능동형 RF소자로 구성되는 경우, 아래의 수학식을 이용하여 상기 요구되는 계수 행렬 성분(Required)의 위상()을 산출하는 능동형 메타표면 안테나
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제8항에 있어서,상기 요구되는 계수 행렬 성분(Required)의 위상() 값이 0°인 경우, 상기 능동형 RF 소자는 오프 상태가 되고, 상기 요구되는 계수 행렬 성분(Required)의 위상() 값이 180°인 경우, 상기 능동형 RF 소자는 온 상태가 되는 능동형 메타표면 안테나
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근거리장에 빔을 집속하기 위한 능동형 메타표면 안테나의 제어 방법에 있어서,능동형 메타표면 안테나를 구성하고, 하나 이상의 타겟에 전자기파를 집속하기 위한 복수의 단위 셀 각각에 전자기파를 급전하는 단계,상기 능동형 메타표면 안테나의 중심으로부터 상기 하나 이상의 타겟과의 거리를 측정하여 상기 하나 이상의 타겟이 근거리장에 위치하는지 판단하는 단계, 그리고상기 하나 이상의 타겟과의 거리에 따라 상기 복수의 단위 셀 각각에 급전되는 전자기파의 크기와 상기 복수의 단위 셀 각각으로부터 상기 타겟으로 출력되는 전자기파의 세기를 제어하는 단계를 포함하는 능동형 메타표면 안테나의 제어 방법
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제10항에 있어서,상기 복수의 단위 셀은,연속적으로 온/오프 상태를 제어하는 능동형 RF소자인 varactor 다이오드, liquid crystal(LC)와 불연속적으로 온/오프 상태를 제어하는 능동형 RF소자인 핀 다이오드(PIN diode), RF micro-electrical-mechanical systems(MEMS) 중에서 어느 하나로 구성되는 능동형 메타표면 안테나의 제어 방법
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제10항에 있어서,상기 하나 이상의 타겟이 근거리장에 위치하는지 판단하는 단계는,비콘(Beacon), BLE(Bluetooth Low Energy), 리트로(Lytro) 카메라, 광학 카메라 및 TRTD(Time Reversal Target Detection) 모듈 중에서 어느 하나를 이용하여 능동형 메타표면 안테나의 중심으로부터 상기 타겟과의 거리를 능동형 메타표면 안테나의 제어 방법
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제12항에 있어서,상기 하나 이상의 타겟이 근거리장에 위치하는지 판단하는 단계는,상기 능동형 메타표면 안테나의 중심으로부터 상기 타겟과의 거리가 기준거리보다 작은 경우 해당 타겟이 근거리장에 위치하는 것으로 판단하되,상기 기준거리(R)는 아래의 수학식을 통해 연산되는 능동형 메타표면 안테나의 제어 방법:여기서, 는 상기 능동형 메타표면 안테나의 한변의 길이, 는 상기 능동형 메타표면 안테나의 파장이다
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제11항에 있어서,상기 제어하는 단계는,아래의 수학식을 이용하여 상기 복수의 단위 셀 각각으로부터 상기 타겟으로 출력되는 전자기파의 세기를 연산하는 능동형 메타표면 안테나의 제어 방법:여기서, 는 상기 복수의 단위 셀 각각으로부터 상기 하나 이상의 타겟으로 출력되는 전자기파의 세기이고, 는 상기 급전 장치로부터 상기 복수의 단위 셀 각각에 입력되는 전력 성분 값이고, 는 상기 복수의 단위 셀에 요구되는 계수 행렬 성분(Required)이다
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제14항에 있어서,상기 제어하는 단계는,상기 타겟이 한 개인 경우, 아래의 수학식을 이용하여 상기 복수의 단위 셀 각각에서 상기 타겟으로 출력되는 전자기파()의 세기를 연산하는 능동형 메타표면 안테나의 제어 방법:여기서, 는 공기 중의 전파상수이고, x0, y0, z0는 단일 타겟의 3차원 좌표, xk, yk, zk는 k번째 단위 셀 중심의 3차원 좌표를 나타낸다
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제14항에 있어서,상기 제어하는 단계는,상기 타겟이 복수개인 경우, 아래의 수학식을 이용하여 상기 복수의 단위 셀 각각에서 상기 복수의 타겟으로 출력되는 전자기파의 세기()를 연산하는 능동형 메타표면 안테나의 제어 방법:여기서, xi, yi, zi는 i번째 타겟의 3차원 좌표을 나타내고, xk, yk, zk는 k번째 단위 셀 중심의 위치의 3차원 좌표를 나타내며, 는 i번째 타겟의 진폭 가중치이며, 상기 진폭 가중치의 제곱의 합은 1이다
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제14항에 있어서,상기 제어하는 단계는,상기 복수의 단위 셀이 불 연속적으로 상태를 조절하는 능동형 RF소자로 구성되는 경우, 아래의 수학식을 이용하여 요구되는 계수 행렬 성분(Required)의 위상()을 산출하는 능동형 메타표면 안테나의 제어 방법
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제17항에 있어서,상기 요구되는 계수 행렬 성분(Required)의 위상() 값이 0°인 경우, 상기 능동형 RF 소자는 오프 상태가 되고, 상기 요구되는 계수 행렬 성분(Required)의 위상() 값이 180°인 경우, 상기 능동형 RF 소자는 온 상태가 되는 능동형 메타표면 안테나의 제어 방법
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