메타표면은 전자기파의 위상전면(wavefront)을 조작할 수 있다는 점 때문에 소형화되고 평판형인 전자기 장치의 신속한 개발을 가능하게 한다. 특히 메타표면 렌즈의 경우, 광대역 동작 대역폭과 광대역 입사각 거동이 실용적 응용을 위해 결정적으로 요구된다. 본 연구에서는 입사각과 무관하게 초점거리 13 mm에서 밀리미터파를 집속하기 위한 단일층 위상구배(phase gradient) 메타표면 렌즈를 제시한다. 제안된 메타표면 렌즈는 저-Q 공진 특성을 나타내고 만족스러운 투과율을 갖는 단일 유전체 기판으로 두 개의 금속층을 분리하여 구성되는, 초소형 두께의(< λ/10) 위상 소자들을 집적함으로써 제작된다. 공간 위상 분포를 제어함으로써, 제안된 메타표면 렌즈는 광대역 동작 주파수 범위 35~40 GHz에서 입사각 독립성 최대 30°까지 효과적인 위상전면 조작 특성과 고성능 전자기파 집속 특성을 성공적으로 구현한다.

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