KR101803196B1 - 상유전체를 이용한 고이득 안테나 빔 조향 시스템 - Google Patents

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이정해
이재곤
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홍익대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 상유전체를 이용한 고이득 안테나 빔 조향 시스템에 대한 것이다.
본 발명에 따른 상유전체를 이용한 고이득 안테나 빔 조향 시스템은 전파를 송수신하는 안테나 소자가 설계된 인쇄기판과, 접지판이 상하면에 각각 접착된 안테나; 안테나의 상측에 설정 거리만큼 이격되고, 복수의 셀로 분할되며, 각 셀의 상측면과 하측면에는 박막 형태의 금속도체가 부착되고, 금속도체에 인가되는 전압의 크기에 따라 유전율이 가변하는 상유전체 및 셀의 상측면과 하측면에 각각 대응되는 위치에 부착되어 있는 한 쌍의 금속도체에 전압을 인가하는 전압 공급 장치를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 인가되는 전압에 따라 유전율이 달라지는 상유전체를 이용하여 투과되는 전파의 위상 제어가 가능하므로 안테나 수를 증가하지 않고도 안테나의 이득을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 빔 조향을 전기적으로 제어할 수 있다.

Description

상유전체를 이용한 고이득 안테나 빔 조향 시스템{SYSTEM FOR HIGH GAIN ANTENNA BEAM STEERING USING PAREALECTRIC}
본 발명은 상유전체를 이용한 고이득 안테나 빔 조향 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인가되는 전압에 따라 유전율이 달라지는 상유전체를 이용하여 투과되는 전파의 위상을 제어하는 상유전체를 이용한 고이득 안테나 빔 조향 시스템에 관한 것이다.
마이크로스트립 패치 안테나(Microstrip Patch Antenna)는 평면 안테나의 하나로, 인쇄기판으로 제작하기 때문에 대량 생산에 적합하며 높이가 낮고 평면상으로 되어 있어 견고한 장점이 있다. 이 때문에 대량의 작은 안테나를 필요로 하는 배열 안테나 소자로서 많이 사용되고 있으나, 이득(gain)이 부족하다는 단점이 있어 이득 향상을 위해 배열 타입을 적용하여 이득을 증가시키는 방법이 주로 사용되었다.
그러나, 안테나의 배열 개수가 많아지면 급전 구조가 복잡해지고 특히 5G 이동 통신과 같은 밀리미터파 영역에서는 급전 선로의 손실 또한 증가하게 된다. 이에 안테나 수 증가 없이 단일 안테나에서 이득 증가시킬 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
종래에는 유전체를 이용하는 슈퍼스트레이트(superstrate) 기법과 부분 반사 표면 (Partial reflecting surface, PRS)을 이용한 단일 안테나의 zenith 방향으로 만의 이득 증가 기술만이 개발되었다. 따라서 단일 안테나에서 이득이 향상된 전기적 빔 조향 기술을 개발이 필요하다.
또한, 5G 이동 통신에서는 채널의 용량 및 데이터 처리량(throughput)을 증가시키기 위해서 넓은 대역폭이 하나의 해결책이고 밀리미터파 대역에서는 상당한 양의 스펙트럼이 있기 때문에 밀리미터파 통신의 잠재력은 많은 관심을 받고 있다. 이러한 밀리미터파 대역에서의 전송은 경로 손실이 심하다. 따라서 기지국 안테나는 경로 손실을 보상할 수 있는 높은 이득과 빔 조향이 가능한 안테나로 구현해야 한다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0963233호(2010.06.10. 공고)에 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인가되는 전압에 따라 유전율이 달라지는 상유전체를 이용하여 투과되는 전파의 위상을 제어하는 상유전체를 이용한 고이득 안테나 빔 조향 시스템을 제공하기 위한 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 시스템상유전체를 이용한 고이득 안테나 빔 조향 시스템은, 전파를 송수신하는 안테나 소자가 설계된 인쇄기판과, 접지판이 상하면에 각각 접착된 안테나; 상기 안테나의 상측에 설정 거리만큼 이격되고, 복수의 셀로 분할되며, 각 셀의 상측면과 하측면에는 박막 형태의 금속도체가 부착되고, 상기 금속도체에 인가되는 전압의 크기에 따라 유전율이 가변하는 상유전체; 및 상기 셀의 상측면과 하측면에 각각 대응되는 위치에 부착되어 있는 한 쌍의 금속도체에 전압을 인가하는 전압 공급 장치를 포함한다.
또한, 상기 전압 공급 장치는 상기 안테나를 통하여 조향하고자 하는 각도에 대응하여 투과 위상을 연산하고, 연산된 상기 투과 위상을 이용하여 상기 상유전체의 유전율을 선택하고, 선택된 상기 상유전체의 유전율에 대응하여 상기 적어도 하나의 셀에 전압을 인가할 수 있다.
또한, 상기 복수의 셀에 대한 투과 위상은 다음의 식에 의해 각각 계산될 수 있다.
Figure 112016062368118-pat00001
여기서, ΨT1과 ΨT -1은 상기 안테나의 중심점을 기준으로 좌우측에 각각 첫 번째 위치하는 복수의 제1 셀에 대한 투과 위상, λ은 상기 안테나 동작주파수의 파장, p는 셀과 셀의 중심 사이의 거리, θ는 빔 조향각, ΨN은 Ψ1과 Ψ-1의 합, ΨT2와 ΨT-2는 상기 안테나의 중심점을 기준으로 좌우측에 각각 두 번째 위치하는 복수의 제2 셀에 대한 투과 위상, φ2와 φ-2는 상기 복수의 제2 셀에 대한 반사 위상이다.
또한, 상기 안테나의 중심점을 기준으로 좌우측에 각각 2n+1(n은 1이상의 자연수)번째 위치하는 복수의 제2n+1 셀에 대한 투과 위상은 상기 복수의 제1 셀에 대한 투과 위상과 동일하게 설정되고, 상기 안테나의 중심점을 기준으로 좌우측에 각각 2n+2번째 위치하는 복수의 제2n+2 셀의 투과 위상은 상기 복수의 제2 셀의 투과 위상과 동일하게 설정될 수 있다.
또한, 상기 안테나는 평면형의 원 또는 다각형으로 구현되고, 동작주파 반파장 이내의 거리로 상기 상유전체와 이격되며, 상기 안테나 소자는 상기 인쇄기판에 하나 이상 배열되어 설계될 수 있다.
또한, 상기 금속도체는 은(Ag)일 수 있다.
또한, 상기 복수의 셀은 각각 동일한 길이와 폭을 가지며, 동일한 간격으로 이격되어 배열될 수 있다.
또한, 상기 복수의 셀은 상기 상유전체에 분할된 형태로, 길이방향으로 형성되거나 격자 구조로 형성될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 금속도체는, 각 셀의 반사계수가 1에 수렴하도록 두께가 설정되거나 기 설정된 패턴이 삽입되어 상기 각 셀의 상측면과 하측면에 각각 부착될 수도 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 인가되는 전압에 따라 유전율이 달라지는 성질을 가진 상유전체를 이용하여 유전율을 조절할 수 있어 투과되는 전파의 위상 제어가 가능해짐에 따라 원하는 방향으로의 빔 조향이 가능하고, 부분 반사 표면(PRS)을 이용하여 안테나의 이득이 향상되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 상유전체에 박막 형태로 부착되는 금속도체의 배열 구조에 따라 2차원뿐 아니라 3차원 빔 조향이 가능한 이점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 상유전체의 성질을 이용하여 빔 조향이 가능하므로, 다수의 안테나 사용이 불필요하여 급전 구조가 단순해지고, 급전 라인의 손실을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상유전체를 이용한 고이득 안테나 빔 조향 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2차원 빔 조향을 위한 상유전체의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 빔 조향을 위한 상유전체의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상유전체의 유전율에 따른 투과 위상의 분석 및 전파 모의 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 빔 조향 각도 별 안테나의 반사 계수를 비교한 결과 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 빔 조향 각도 별 안테나의 방사 패턴을 비교한 결과 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 상유전체를 이용한 고이득 안테나 빔 조향 시스템을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상유전체를 이용한 고이득 안테나 빔 조향 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 1에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 상유전체를 이용한 고이득 안테나 빔 조향 시스템은, 안테나(100), 상유전체(200) 및 전압 공급 장치(300)를 포함한다.
먼저, 안테나(100)는 전파를 송수신하는 안테나 소자(120)가 설계된 인쇄기판(110)과, 접지판(120)이 상하면에 각각 접착된다.
이때, 안테나(100)는 평면 안테나의 하나인 마이크로스트립 안테나(Microstrip Antenna)이며, 절연체 양면에 접착한 도체판 중 한쪽의 도체판을 스트립(얇은 강판)으로 한 것을 마이크로스트립 선로라고 하는데, 이 판을 인쇄기판(110)으로 제작하여 미세 구조로 할 수 있다.
또한, 안테나(100)는 평면형의 원 또는 다각형으로 구현되고, 동작주파수의 반파장(λ/2) 이내의 거리로 상유전체(200)와 이격되는 것이 가장 바람직하며, 안테나 소자(120)는 인쇄기판(110)에 하나 이상 배열되어 다양하게 설계될 수도 있다.
또한, 접지판(120)은 구리(Cu)나 알루미늄(Al) 등과 같이 전기전도도가 우수한 도전성 물질을 도포하여 형성될 수도 있다.
그리고 상유전체(200)는 전이 온도 이상에서 중심 대칭을 가지면서 자발 분극을 갖지 않는 유전체로서, 복수의 셀(210)로 분할되며, 각 셀(210)의 상측면과 하측면에는 박막 형태의 금속도체가 부착되고, 금속도체에 인가되는 전압의 크기에 따라 유전율이 가변한다.
이때, 복수의 셀(210)은, 각각 동일한 길이와 폭을 가지며, 동일한 간격으로 이격되어 배열된다.
또한, 한 쌍의 금속도체는, 각 셀(210)의 반사계수가 1에 수렴하도록 두께가 설정되거나 기 설정된 패턴이 삽입되어 각 셀(210)의 상측면과 하측면에 각각 부착될 수도 있다.
즉, 셀(210)의 반사계수가 0에서 1로 증가할수록 고 이득을 얻을 수 있기 때문에, 반사계수가 1에 수렴하도록 금속도체의 두께가 설정되거나 기 설정된 패턴(예를들면, 메쉬나 그리드 구조 등으로 설정될 수 있음)이 삽입될 수도 있다.
마지막으로 전압 공급 장치(300)는 셀(210)의 상측면과 하측면에 각각 대응되는 위치에 부착되어 있는 한 쌍의 금속도체에 전압을 인가한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2차원 빔 조향을 위한 상유전체의 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 빔 조향을 위한 상유전체의 구조를 나타낸 도면이다.
복수의 셀(210)은, 상유전체(200)에 분할된 형태로 도 2에서와 같이 길이 방향으로 형성되거나, 도 3에서와 같이 격자 구조로 형성될 수도 있다.
자세히는, 금속도체(211)가 도 2에서와 같이 길이 방향으로 형성되면, 2차원 빔 조향만 가능하고, 도 3에서와 같이 격자 구조로 형성되면 3차원 빔 조향이 가능하게 된다.
이때, 금속도체(211)는 은(Ag)이 적용되는 것이 가장 바람직하나, 이 외에도 전파에 영향을 주지 않으면서 전기전도도가 우수한 금, 구리와 같은 금속도체(211)가 적용될 수도 있다.
이하에서는 수학식 1 내지 5를 이용하여 투과 위상을 연산하는 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 안테나(100)에서 방사한 원거리에서의 전계강도(electric field intensity)는 아래의 수학식 1로 표현된다.
Figure 112016062368118-pat00002
여기서, ET는 투과된 전기장, i는 투과파의 인덱스 즉, i번째 셀(210), Rn은 반사계수의 크기, Ti는 i번째 셀(210)의 투과 계수의 크기, j는 복소수, φn은 부분 반사 표면(PRS)의 반사 위상, ΨTi는 부분 반사 표면의 투과 위상이다. 이때, i번째 셀(210) 부분 반사 표면의 반사 위상은 아래의 수학식 2와 같다.
Figure 112016062368118-pat00003
여기서, φi는 i번째 셀(210)의 반사 위상, l은 안테나(100)와 PRS 즉, 복수의 셀(210)과의 간격, α는 전파 조향각(Steering angle)이다.
그리고, 투과 위상 변이(Ψi)는 다음의 수학식 3과 같다.
Figure 112016062368118-pat00004
이때, 빔 조향을 하기 위해서는 다음의 수학식 4를 만족해야 한다.
Figure 112016062368118-pat00005
여기서, Ψ1와 Ψ-1은 각각 안테나(100)의 중심점을 기준으로 좌우측에 첫 번째 위치하는 복수의 제1 셀(cell 1, cell -1), λ은 안테나(100) 동작주파수의 파장, p는 셀(210)과 셀(210)의 중심 사이의 거리, θ는 빔 조향각이다.
이때, 상기의 수학식 4에 의해서 안테나(100)의 중심점을 기준으로 좌우측의 첫번째 위치하는 복수의 제1 셀(도 1에서의 cell 1, cell -1)과, 두 번째 위치하는 복수의 제2 셀(도 1에서의 cell 2, cell -2)에 대한 투과 위상은 다음의 수학식 5와 같이 계산된다.
Figure 112016062368118-pat00006
여기서, ΨT1과 ΨT -1은 안테나(100)의 중심점을 기준으로 좌우측에 각각 첫 번째 위치하는 복수의 제1 셀(도 1에서의 cell 1, cell -1)에 대한 투과 위상, λ은 안테나(100) 동작주파수의 파장, p는 셀(210)과 셀(210)의 중심 사이의 거리, θ는 빔 조향각(조향하고자 하는 각도), ΨN은 Ψ1과 Ψ-1의 합, ΨT2와 ΨT -2는 안테나(100)의 중심점을 기준으로 좌우측에 각각 두 번째 위치하는 복수의 제2 셀(도 1에서의 cell 2, cell -2)에 대한 투과 위상, φ2와 φ-2는 복수의 제2 셀(도 1에서의 cell 2, cell -2)에 대한 반사 위상이다.
또한, 안테나(100)의 중심점을 기준으로 좌우측에 각각 2n+1(n은 1이상의 자연수)번째 위치하는 복수의 제2n+1 셀(도 1에서의 cell 3, cell -3과 같은 홀수번째 셀)에 대한 투과 위상은 복수의 제1 셀(도 1에서의 cell 1, cell -1)에 대한 투과 위상(ΨT1과 ΨT - 1)과 동일하게 설정되고, 안테나(100)의 중심점을 기준으로 좌우측에 각각 2n+2번째 위치하는 복수의 제2n+2 셀(도 1에서의 cell 4, cell -4와 같은 짝수번째 셀)의 투과 위상은 복수의 제2 셀(도 1에서의 cell 2, cell -2)의 투과 위상(ΨT2와 ΨT-2)과 동일하게 설정된다.
이때, 안테나(100)와 상유전체(200)의 거리가 가까우면, 복수의 제1 셀(도 1에서의 cell 1, cell -1), 복수의 제 2셀(도 1에서의 cell 2, cell -2)의 영향이 가장 크므로 제 1셀과 제 2셀을 반복적으로 배치하여도 무방하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상유전체의 유전율에 따른 투과 위상의 분석 및 전파 모의 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
자세히는, 도 4는 안테나(100)의 동작주파수 10GHz가 이고, 상유전체(200)의 두께가 1mm인 경우의 유전율에 따른 투과 위상을 나타낸 그래프로서, 위의 수학식 1 내지 5에 의해 연산된 투과 위상에 따른 상유전체(200)의 유전율(Relative permittivity)을 선택한다. 즉, 수학식 5를 통해 연산된 투과 위상을 만족시키는 각 셀(210)의 유전율을 도 4에 도시된 그래프를 통해서 선택할 수 있다.
예를 들어, 안테나(100)의 동작주파수가 10GHz이고, 안테나(100)와 PRS와의 간격(l)은 15mm일 때, 0도 방향으로 빔 조향하기 위해서는 수학식 5의 θ에 0을 대입하여, 안테나(100)의 중심점을 기준으로 좌측의 두 번째 셀(ΨT - 2)과 좌측의 첫 번째 셀(ΨT - 1)과 우측의 첫번째 셀(ΨT1)과 우측의 두 번째 셀(ΨT2)의 투과 위상을 각각 연산하면 모두 0도가 나오므로, 도 4를 참고하였을 때 연산된 투과 위상에 대응하는 유전율은 약 5인 것을 확인할 수 있다.
그리고 30도 방향으로 빔 조향하기 위해서는 마찬가지로 수학식 5의 θ에 30을 대입하여, 안테나(100)의 중심점을 기준으로 좌측의 두 번째 셀(ΨT - 2)과 좌측의 첫 번째 셀(ΨT - 1)과 우측의 첫번째 셀(ΨT1)과 우측의 두 번째 셀(ΨT2)의 투과 위상을 각각 연산하면 -40도, 0도, -180도, -220도이고, 도 4를 참고하였을 때 연산된 투과 위상에 대응하는 유전율은 각각 약 10, 5, 220, 320인 것을 확인할 수 있다.
따라서, 전압 공급 장치(300)는 안테나(100)를 통하여 조향하고자 하는 각도(θ)에 대응하여 투과 위상을 연산하고, 도 4의 그래프를 참고하여 연산된 투과 위상에 대응하는 상유전체(200)의 유전율을 선택하고, 선택된 상유전체(200)의 유전율에 대응하여 적어도 하나의 셀(210)에 전압을 인가한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 빔 조향 각도 별 안테나의 반사 계수를 비교한 결과 그래프이다
이때, 도 5의 a 그래프는 빔 조향 각도가 0도일 때의 반사 계수를 나타낸 것이고, b 그래프는 빔 조향 각도가 30도일 때의 반사 계수를 나타낸 것으로, 상유전체(200)를 이용하여 빔 조향을 하였을 때 조향 각도에 따른 안테나(100)의 동작주파수는 큰 차이가 없는 것을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 빔 조향 각도 별 안테나의 방사 패턴을 비교한 결과 그래프이다.
이때, 도 6의 a 그래프는 빔 조향 각도가 0도일 때의 방사 패턴을 나타낸 것이고, b 그래프는 빔 조향 각도가 30일 때의 방사 패턴을 나타낸 것으로, 빔 조향 각도가 0도일 때 이득(gain)은 10.8dBi이고, 30도일 때 이득은 9.2dBi로 단일 안테나의 이득인 6.8dBi 대비 이득이 향상된 것을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 인가되는 전압에 따라 유전율이 달라지는 성질을 가진 상유전체를 이용하여 유전율을 조절할 수 있어 투과되는 전파의 위상 제어가 가능해짐에 따라 원하는 방향으로의 빔 조향이 가능하고, 부분 반사 표면(PRS)을 이용하여 안테나의 이득이 향상되는 효과가 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 상유전체에 박막 형태로 부착되는 금속도체의 배열 구조에 따라 2차원뿐 아니라 3차원 빔 조향이 가능한 이점이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 상유전체의 성질을 이용하여 빔 조향이 가능하므로, 다수의 안테나 사용이 불필요하여 급전 구조가 단순해지고, 급전 라인의 손실을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 안테나 110 : 인쇄기판
120 : 안테나 소자 130 : 접지판
200 : 상유전체 210 : 셀
211 : 금속도체 300 : 전압 공급 장치

Claims (9)

  1. 전파를 송수신하는 안테나 소자가 설계된 인쇄기판과, 접지판이 상하면에 각각 접착된 안테나;
    상기 안테나의 상측에 설정 거리만큼 이격되고, 복수의 셀로 분할되며, 각 셀의 상측면과 하측면에는 박막 형태의 금속도체가 부착되고, 상기 금속도체에 인가되는 전압의 크기에 따라 유전율이 가변하는 상유전체; 및
    상기 셀의 상측면과 하측면에 각각 대응되는 위치에 부착되어 있는 한 쌍의 금속도체에 전압을 인가하는 전압 공급 장치를 포함하고,
    상기 복수의 셀에 대한 투과 위상은 다음의 식에 의해 각각 계산되는 고이득 안테나 빔 조향 시스템:
    Figure 112017066156534-pat00014

    여기서, ΨT1과 ΨT-1은 상기 안테나의 중심점을 기준으로 좌우측에 각각 첫 번째 위치하는 복수의 제1 셀에 대한 투과 위상, λ은 상기 안테나 동작주파수의 파장, p는 셀과 셀의 중심 사이의 거리, θ는 빔 조향각, ΨN은 Ψ1과 Ψ-1의 합, ΨT2와 ΨT-2는 상기 안테나의 중심점을 기준으로 좌우측에 각각 두 번째 위치하는 복수의 제2 셀에 대한 투과 위상, φ2와 φ-2는 상기 복수의 제2 셀에 대한 반사 위상이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 공급 장치는,
    상기 안테나를 통하여 조향하고자 하는 각도에 대응하여 투과 위상을 연산하고, 연산된 상기 투과 위상을 이용하여 상기 상유전체의 유전율을 선택하고, 선택된 상기 상유전체의 유전율에 대응하여 상기 적어도 하나의 셀에 전압을 인가하는 고이득 안테나 빔 조향 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안테나의 중심점을 기준으로 좌우측에 각각 2n+1(n은 1이상의 자연수)번째 위치하는 복수의 제2n+1 셀에 대한 투과 위상은 상기 복수의 제1 셀에 대한 투과 위상과 동일하게 설정되고,
    상기 안테나의 중심점을 기준으로 좌우측에 각각 2n+2번째 위치하는 복수의 제2n+2 셀의 투과 위상은 상기 복수의 제2 셀의 투과 위상과 동일하게 설정되는 고이득 안테나 빔 조향 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는,
    평면형의 원 또는 다각형으로 구현되고, 동작주파수 반파장 이내의 거리로 상기 상유전체와 이격되며,
    상기 안테나 소자는,
    상기 인쇄기판에 하나 이상 배열되어 설계되는 고이득 안테나 빔 조향 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속도체는 은(Ag)인 상유전체를 이용한 고이득 안테나 빔 조향 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 셀은,
    각각 동일한 길이와 폭을 가지며, 동일한 간격으로 이격되어 배열되는 고이득 안테나 빔 조향 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 셀은,
    상기 상유전체에 분할된 형태로, 길이방향으로 형성되거나 격자 구조로 형성되는 고이득 안테나 빔 조향 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 금속도체는,
    각 셀의 반사계수가 1에 수렴하도록 두께가 설정되거나 기 설정된 패턴이 삽입되어 상기 각 셀의 상측면과 하측면에 각각 부착되는 고이득 안테나 빔 조향 시스템.
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