능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀 및 이를 포함하는 호이겐스 메타표면 어레이
ACTIVE HUYGENS METASURFACE UNIT CELL AND HUYGENS METASURFACE ARRAY COMPRISING THE SAME
특허 요약
본 발명은 능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀에 관한 것으로, 이중 레이어 기판; 상기 이중 레이어 기판 상에 마련되어 전기 표면 어드미턴스를 제어하는 전기 다이폴(Dipole); 및 상기 이중 레이어 기판 상에 마련되어 자기 표면 임피던스를 제어하는 자기 다이폴로서, 상기 자기 다이폴은 상기 전기 다이폴을 중심으로 대칭 배치되는 상기 자기 다이폴을 포함하되, 상기 이중 레이어 기판은 PCB(Printed Circuit Board)이다. 이에 의해 PCB 기판에서 전자기 표면 임피던스와 어드미턴스의 매칭을 통해 고투과 효율과 넓은 위상 범위를 달성할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

이중 레이어 기판; 상기 이중 레이어 기판 상에 마련되어 전기 표면 어드미턴스를 제어하는 전기 다이폴(Dipole); 및상기 이중 레이어 기판 상에 마련되어 자기 표면 임피던스를 제어하는 자기 다이폴로서, 상기 자기 다이폴은 상기 전기 다이폴을 중심으로 대칭 배치되는 자기 다이폴을 포함하되, 상기 이중 레이어 기판은 PCB(Printed Circuit Board)인 것을 특징으로 하는, 능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀.

2

제1항에 있어서, 상기 전기 다이폴은, 상기 이중 레이어 기판의 상면에 배치되는 적어도 하나 이상의 전기 상부 금속 패턴; 상기 이중 레이어 기판의 하면에 배치되는 적어도 하나 이상의 전기 하부 금속 패턴; 상기 전기 상부 금속 패턴 및 전기 하부 금속 패턴을 연결하는 전기 바이어; 및 상기 전기 하부 금속 패턴 사이에 마련되는 제1 버랙터(Varactor)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀.

3

제2항에 있어서, 상기 전기 상부 금속 패턴은, 제1 금속 패턴; 및상기 제1 금속 패턴의 길이 방향으로 소정의 거리만큼 이격되어 배치되는 제2 금속 패턴을 포함하고, 상기 전기 하부 금속 패턴은, 상기 제1 금속 패턴과 동일한 형상으로 마련되고 상기 전기 바이어를 통해 상기 제2 금속 패턴과 연결되는 제3 금속 패턴; 및상기 제2 금속 패턴과 동일한 형상으로 마련되고, 상기 제3 금속 패턴의 길이 방향으로 소정의 거리만큼 이격되어 배치되며, 상기 전기 바이어를 통해 상기 제1 금속 패턴과 연결되는 제4 금속 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀.

4

제1항에 있어서, 상기 능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀은, 상기 이중 레이어 기판의 상면 및 하면에서 상기 전기 다이폴과 연결되는 커패시터(Capacitor)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀.

5

제2항에 있어서, 상기 자기 다이폴은, 상기 이중 레이어 기판의 상면에 배치되는 적어도 하나 이상의 자기 상부 금속 패턴; 상기 이중 레이어 기판의 하면에 배치되는 적어도 하나 이상의 자기 하부 금속 패턴;상기 자기 상부 금속 패턴 및 자기 하부 금속 패턴을 연결하는 자기 바이어; 및 상기 적어도 하나 이상의 자기 상부 금속 패턴 사이에 마련되는 제2 버랙터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀.

6

제5항에 있어서, 상기 자기 상부 금속 패턴은, 복수의 제5 금속 패턴; 상기 제5 금속 패턴의 길이 방향으로 소정의 거리만큼 이격되어 복수의 제6 금속 패턴; 및 상기 제5 금속 패턴 및 상기 제6 금속 패턴의 외측에 배치되는 복수의 제7 금속 패턴을 포함하고, 상기 제2 버랙터는, 복수로 마련되어 각각의 제5 금속 패턴 및 제6 금속 패턴 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀.

7

제6항에 있어서, 상기 자기 하부 금속 패턴은, 상기 제5 금속 패턴의 길이, 상기 제6 금속 패턴의 길이 및 상기 제2 버랙터의 길이의 합산 길이에 대응되는 길이로 마련되고, 상기 자기 바이어를 통해 상기 제6 금속 패턴과 연결되는 복수의 제8 금속 패턴; 및상기 제7 금속 패턴과 동일한 형상으로 마련되고, 상기 제8 금속 패턴의 외측에 배치되는 복수의 제9 금속 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀.

8

제1항에 있어서, 상기 이중 레이어 기판의 상면 및 하면에서 상기 자기 다이폴과 연결되는 레지스터(Resistor)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀.

9

능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀을 복수개 포함하여 마련되는 호이겐스 메타표면 어레이이고, 상기 능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀은, 이중 레이어 기판; 상기 이중 레이어 기판 상에 마련되어 전기 표면 어드미턴스를 제어하는 전기 다이폴(Dipole); 및상기 이중 레이어 기판 상에 마련되어 자기 표면 임피던스를 제어하는 자기 다이폴로서, 상기 자기 다이폴은 상기 전기 다이폴을 중심으로 대칭 배치되는 자기 다이폴을 포함하되, 상기 이중 레이어 기판은 PCB(Printed Circuit Board)인 것을 특징으로 하는, 호이겐스 메타표면 어레이.

10

제9항에 있어서, 상기 복수개의 능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀이 수평적으로 정렬되되, 상기 정렬의 좌우 방향으로는 상기 복수개의 능동형 호이겐스 메타표면 유닛셀의 상면 및 하면이 서로 교번하며 정렬되는 것을 특징으로 하는, 호이겐스 메타표면 어레이.