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세 개의 양자화된 위상을 갖는 반사형 능동 메타표면 안테나에 있어서,전기적 제어에 따라 두 가지 반사 계수 위상 중 선택된 반사 계수 위상을 갖도록 설계되어 일부는 제1 반사 계수 위상으로 동작하고 나머지는 제2 반사 계수 위상으로 동작하는 복수의 능동 메타표면과, 하나의 고정된 제3 반사 계수 위상을 갖도록 설계된 복수의 수동 메타표면을 포함하되,상기 복수의 능동 메타표면과 복수의 수동 메타표면은 서로 격자 형태로 조합 배열되고,외부로부터 입사된 빔을 설정 각도로 반사시켜 빔을 조향하는 반사형 능동 메타표면 안테나
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청구항 1에 있어서,상기 제1 반사 계수 위상은 120°이고 제2 반사 계수 위상은 -120°이고, 상기 수동 메타표면은,상기 제3 반사 계수 위상이 0°인 완전 자기 도체로 구성된 반사형 능동 메타표면 안테나
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청구항 2에 있어서,상기 수동 메타표면은,제1 유전체를 기준으로 하면에 금속 재질의 접지면이 결합되고 상면에는 가운데 영역이 비어 있는 사각형, 십자각형 또는 사각 프랙탈 형상의 금속 패턴이 형성되고 상기 금속 패턴과 상기 접지면 간을 연결하는 접지 비아홀이 제1 유전체를 관통하여 형성되며, 상기 접지면의 하부에는 제2 유전체가 결합된 구조를 가지는 반사형 능동 메타표면 안테나
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청구항 3에 있어서, 상기 능동 메타표면은,상기 수동 메타표면의 구조를 기반으로 하되, 제1 유전체 상면의 금속 패턴의 사이즈가 상기 수동 메타표면과는 상이하고, 접지 비아홀의 상단이 금속 패턴의 일 지점과 PIN 다이오드를 통해 연결되고, 제2 유전체의 하면에는 급전선이 형성되어, 금속 패턴의 다른 일 지점과 급전선 간을 연결하는 급전 비아홀이 제1 및 제2 유전체를 관통하여 형성된 반사형 능동 메타표면 안테나
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청구항 1에 있어서,상기 제1 반사 계수 위상은 60°이고 제2 반사 계수 위상은 -60°이고, 상기 수동 메타표면은,상기 제3 반사 계수 위상이 180°인 완전 도체로 구성된 반사형 능동 메타표면 안테나
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청구항 5에 있어서,상기 수동 메타표면은,구리, 금, 은, 알루미늄 중에서 선택된 하나의 금속 재질을 갖는 판상형의 도체인 반사형 능동 메타표면 안테나
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청구항 5에 있어서,상기 능동 메타표면은,제1 유전체를 기준으로 하면에 금속 재질의 접지면이 결합되고 상면에는 가운데 영역이 비어 있는 사각형, 십자각형 또는 사각 프랙탈 형상의 금속 패턴이 형성되고 상기 금속 패턴과 상기 접지면 간을 연결하는 접지 비아홀이 제1 유전체를 관통하여 형성되되, 상기 접지 비아홀의 상단이 상기 금속 패턴의 일 지점과 PIN 다이오드를 통해 연결되고,상기 접지면의 하부에는 제2 유전체가 결합되되, 제2 유전체의 하면에는 급전선이 형성되어, 금속 패턴의 다른 일 지점과 급전선 간을 연결하는 급전 비아홀이 제1 및 제2 유전체를 관통하여 형성된 구조를 가지는 반사형 능동 메타표면 안테나
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8
청구항 1에 있어서,상기 수동 메타표면은, 상기 제3 반사 계수 위상이 0°와 180° 사이 값을 갖는 인덕티브 특성의 표면으로 구성되며,상기 제1 및 제2 반사 계수 위상은 상기 제3 반사 계수 위상보다 120° 큰 값과 120° 작은 값인 반사형 능동 메타표면 안테나
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청구항 8에 있어서,상기 수동 메타표면은,제1 유전체를 기준으로 하면에 금속 재질의 접지면이 결합되고 상면에는 가운데 영역이 비어 있는 사각형, 십자각형 또는 사각 프랙탈 형상의 금속 패턴이 형성되고 상기 금속 패턴과 상기 접지면 간을 연결하는 접지 비아홀이 제1 유전체를 관통하여 형성되며, 상기 접지면의 하부에는 제2 유전체가 결합된 구조를 가지는 반사형 능동 메타표면 안테나
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10
청구항 9에 있어서,상기 능동 메타표면은,상기 수동 메타표면의 구조를 기반으로 하되, 제1 유전체 상면의 금속 패턴의 사이즈가 상기 수동 메타표면과는 상이하고, 접지 비아홀의 상단이 금속 패턴의 일 지점과 PIN 다이오드를 통해 연결되고, 제2 유전체의 하면에는 급전선이 형성되어, 금속 패턴의 다른 일 지점과 급전선 간을 연결하는 급전 비아홀이 제1 및 제2 유전체를 관통하여 형성된 반사형 능동 메타표면 안테나
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청구항 1에 있어서,상기 수동 메타표면은, 상기 제3 반사 계수 위상이 180°와 360° 사이의 값을 갖는 캐패시티브 특성의 표면으로 구성되며,상기 제1 및 제2 반사 계수 위상은 상기 제3 반사 계수 위상보다 120° 큰 값과 120° 작은 값인 반사형 능동 메타표면 안테나
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12
청구항 11에 있어서,상기 캐패시티비 특성을 갖는 수동 메타표면은,제1 유전체를 기준으로 하면에 금속 재질의 접지면이 결합되고 상면에는 가운데 영역이 비어 있는 사각형, 십자각형 또는 사각 프랙탈 형상의 금속 패턴이 형성되고 상기 금속 패턴과 상기 접지면 간을 연결하는 접지 비아홀이 제1 유전체를 관통하여 형성되며, 상기 접지면의 하부에는 제2 유전체가 결합된 구조를 가지는 반사형 능동 메타표면 안테나
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13
청구항 12에 있어서,상기 능동 메타표면은,상기 수동 메타표면의 구조를 기반으로 하되, 제1 유전체 상면의 금속 패턴의 사이즈가 상기 수동 메타표면과는 상이하고, 접지 비아홀의 상단이 금속 패턴의 일 지점과 PIN 다이오드를 통해 연결되고, 제2 유전체의 하면에는 급전선이 형성되어, 금속 패턴의 다른 일 지점과 급전선 간을 연결하는 급전 비아홀이 제1 및 제2 유전체를 관통하여 형성된 반사형 능동 메타표면 안테나
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14
청구항 4, 청구항 7, 청구항 10 및 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 급전선에 인가되는 전기 신호에 따라 상기 복수의 능동 메타표면 중 일부는 PIN 다이오드가 턴온되고 나머지는 PIN 다이오드가 턴오프되어, 상기 제1 반사 계수 위상 또는 제2 반사 계수 위상로 동작하는 반사형 능동 메타표면 안테나
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청구항 4, 청구항 7, 청구항 10 및 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사형 능동 메타표면 안테나를 구성하는 서로 다른 n개의 각 단위셀의 위치에서 필요로 하는 위상 값은 아래 수학식으로 계산되며, n개의 각 단위셀 별로 계산된 반사 계수의 위상 값에 따라 해당 단위셀의 위치에 세 가지 유형-수동메타 표면, PIN 다이오드가 온 상태인 능동 메타표면, PIN 다이오드가 오프 상태인 능동 메타 표면을 포함- 중 어느 한 유형의 메타표면 단위 셀이 배치되는 반사형 능동 메타표면 안테나:여기서, Output과 Input은 미리 설계되는 값으로, Output은 설정 각도의 빔 조향을 위해 안테나에서 방사되어야 하는 최종전계성분, Input은 급전안테나로부터 인가되어 각 단위셀의 메타표면에 도달한 전계 성분, Γ는 빔 조향을 위해 필요한 안테나 반사 계수, 및 은 전체 n개 중 k번째 단위셀의 인가 및 방사 전계성분, 은 k번째 단위셀의 반사 계수, 은 k번째 단위셀의 반사 계수의 위상 값을 나타낸다
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