I n d on e s i an   Jo u r n al   o f  El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   15 ,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   2 01 9 ,   pp .   1509 ~ 1516   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 5 .i 3 . pp150 9 - 1516             1509       Jou r n al   h o m e pa ge :  ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   D e si g n   o f   c o m p a c t   m i c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   f o r   W B A N   a p p l i c a t i o n s  a t   IS M   2 . 4   GH z       S h ah i d   M   A l i ,   V ar u n   Je o ti ,   Ta l e   S a e i d i ,   Wo n g  P e n g  W e n   D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t i   T e kno l o g i   P E T R O N A S ,   M a l a y s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d  J a n  14 ,   2 019   R e v i s e d  A pr i l   13 ,   2019   A c c e pt e d  M a y   3,   201 9     T hi s   p a pe r   i nt r o duc e s   t he   de s i g n  o f   c o m pa c t   m i c r o s t r i p  p a t c h  a nt e n na   f o r   w i r e l e s s   bo d y   a r e a   ne t w o r k  ( W B A N )   a pp l i c a t i o ns   a t   I S M   2. 4  G H z .     T he   de s i g n  c o ns i s t s   o f   a   r a di a t i ng   pa t c h  o n  o ne   s i de   o f   t he   s ub s t r a t e   a nd  a   g r o und  pl a ne   i s   l o c a t e d  o n  t he   o t he r   s i de   o f   t he   s ub s t r a t e .   T he   a nt e nna   i s   f e d  t hr o ug h  a n   i ns e t   t r a ns m i s s i o n  l i ne   a nd   t h e n  l o a de d   by   t w o  t r i a ng l e s ,     a nd  s ho r t i ng   pi ns   o n  bo t h  s i d e s   o f   t he   r a di a t i ng   pa t c h  t o   l e ng t h e n  t h e   pa t h  f o r   c ur r e n t ,   a s   r e s u l t   i t   r e duc e d  t h e   o v e r a l l   s i z e .   T he   di m e ns i o ns   o f   r a d i a t i ng   pa t c h  a n t e nna   a r e   62  m m ×   43  m m   ×   1 . 67   m m .   B y   l oc a t i ng   t h e   pr o po s e d  a nt e nna   O n  a nd  O f f   bo dy   c o m m uni c a t i o n,   i t   c a n  m a i n t a i n  c o m pa c t   a nd  s t a bl e   f a r   f i e l d   r a di a t i o n  c ha r a c t e r i s t i c s   a n d  n e g l i g i b l e   s p e c i f i c   a bs o r pt i o n  r a t e   ( S A R ) .   F u r t he r m o r e ,   hi g h  e f f i c i e nc i e s   o f   a bo ut   53   %   a nd   46 %   a r e   o bt a i ne d   dur i ng   o f f   a nd  o n  bo d y ,   w hi c h  i s   hi g he r   t h a n  r e c e nt   s i m i l a r   w o r ks   i n  t he   l i t e r a t ur e .   T he   s i m u l a t e d  r e s ul t s   s ho w e d  a   g o o d  a g r e e m e n t   w i t h  t he   m e a s u r e d   r e s ul t s .   O w i ng   t o   t he   a c c e pt a b l e   r e s ul t s ,   t he   pr o po s e d  d e s i g n  c a n  be   a   r e l i a b l e   c a ndi da t e   f o r   W B A N   a ppl i c a t i o ns   a t   I S M   b a nd .   Ke y w or ds :   Im pe da n c e   b a n dw i dt h   IS M   b a nd   P a t c h  a n t e nn a   S A R     W B A N     C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e d  E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   S ha h i d   M u ha m m a d  A l i ,     D e pa rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   a nd  E l e c t r o ni c   E ngi n e e ri n g ,   U n i v e r s i t i   T e kn o l o gi   P E T R O N A S ,   B a n de r   S e r i   Is ka nda r,   32610   T r o n o h,   P e r a k,   M a l a y s i a .   E m a i l :   s ha hi d_170 06402 @ u t p. e du . m y       1.   I N TR O D U C TI O N     R e c e n t l y ,   t h e   w i r e l e s s   bo d y   a r e a   n e t w o r ks   (W B A N )  a r e   pr o gr e s s i n g  s w i f t l y .   A s   T h e   w i r e l e s s   b o d y   a r e a   n e t w o r k  i s   a   n e w   de ve l o p e d  w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   t e c hn o l o g y   w h i c h   i s   us e d  f o r   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n   I n  a nd  O n   a n d   O f f   a   h u m a n  b o d y   w i r e l e s s l y   l i ke   h e a l t h  m o n i t o r i ng  f o r   di f f e r e n t   a ge   pe o pl e s ,   t r a c ki ng,   o b s e r v i n g  h u m a n   v i t a l   s i g n s ,   p h y s i c a l   t r a i n i ng,   t ra c ki n g  a nd  e m e r ge n c y   r e s c ue   s y s t e m s   [1] .   F o r   h e a l t h   a ppl i c a t i o n,   i t   i s   a b l e   t o   offe r   c o n t i nu o us   a n d  u n o b t r us i v e   m o n i t o r i ng   a n d  s e n s i n g  f o r   h e a l t h c a r e   I n   a n d  O n   h u m a n   b o di e s   of   di ff e r e n t   f a c t o r s   s uc h   a s   E CG , E E G , P H ,   t e m pe r a t u r e ,   b l o o d  pr e s s ur e ,   l e v e l   of   pa t i e n t   e t c .   [2 - 5] .   F o r   O n   b o d y   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n   s y s t e m ,   t h e   s y s t e m   i s   c o n t i nuo us l y   de m a n de d  t o   be   l i g ht w e i gh t ,   s m a l l ,   f l e xi b l e ,   l o w   pr o f i l e ,   r o b us t   a s   w e l l   a s   c a pa b l e   of   un o b t r us i v e   a n d  c o n t i n uo us   m o ni t o ri n g ,   a l l   o f   w h i c h   m us t   m e nt i o n e d  t h e   r e l i a b l e   c o m m uni c a t i o n   w i t h   h i g h   pe r f o r m a n c e .   O n e   of   t h e   ke y   i s s u e s   a s s o c i a t e d  w i t h   t h e   de v i c e   a n d  c i r c ui t   o f   bo d y   a r e a   n e t w o r k   (B A N )   i s   t h e   s ui t a b l e   de s i gn   o f  a n t e nna ,   a s   t h e   s y s t e m   r e qui r e m e nt s   a r e   di r e c t l y   r e l a t e d  t o   t h e   a nt e nna   pe r f orm a n c e ,   a c c o r di ng  t o   t h e   l i nk  b udge t .   U s ua l l y   i t   i s   us e d  t o   t r a n s f e r  s e n s o r  da t a   w i r e l e s s l y   t o   t h e   n e a r e s t   c e nt r a l   s t a t i o n  [4,   5] .     In   f a c t ,   w h e n   a n  a nt e nna   i s   ke pt   n e a r  t o   a   hum a n   b o d y ,   t h e   de gra da t i o n   o f   a n t e nna   pe r f o r m a n c e   i s   i n e v i t a b l e .   F o r   i n s t a n c e ,   t h e   i n pu t   i m pe da n c e   a n d  r e s o n a nt   f r e que n c y   of   t h e   a nt e nna   w i l l   b e   s i gni f i c a n t l y   i n f l ue n c e d  by   c a pa c i t i v e   c o upl i ng  b e t w e e n   t h e   b o d y   a n d  a n t e nn a .   T h e   a n t e nn a   c a n  a l s o   s uf fe r   f r o m   r e duc e d  ra di a t i o n   e f f i c i e n c y   due   t o   b ul k  pow e r   a b s o r pt i o n  by   t h e   b o d y .   A l s o ,   de pe n di ng  o n   t h e   p r o pa g a t i o n   c o n d i t i o n ,   t h e   r a d i a t i o n   pa t t e rn   ca n   b e   c o n s i de r a b l y   di s t o r t e d  [3,   4].   A s   a   r e s ul t ,   t h e s e   ph e n o m e na   c a n   i n c r e a s e   t h e   t r a n s m i s s i o n   e rr o r s   o r ,   m a y   be   c a us e   a   l o s s   o f  m a r g i na l   c o m m u n i c a t i o n   l i n k  [5]  i n   c a s e   of  e xt r e m e   c a s e .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   2 019   :     15 09   -   15 16   1510   T o   o b t a i ni n g  a   go o d  a n d   r e l i a b l e   pe r f o r m a n c e   o f   a n   a nt e nna ,   i t   s h o u l d  b e   i n s e n s i t i v e   t o  t h e   pr o xi m i t y   e ffe c t   t o  t h e   h u m a n   b o d y   a n   a l s o   n e e ds   t o   h a v e   m i n i m u m   r a d i a t i o n   t o w a r ds   a   h u m a n   b o d y .   B ut ,   w h e n   a n   o m n i di r e c t i o na l   a nt e nna   p l a c e d  n e a r   t o   a   h u m a n  b o d y ,   a s   a   r e s ul t   t h e   r a di a t i o n   e f f i c i e n c y   i s   s i gn i f i c a n t l y   r e duc e d.   T h us ,   t h e   a nt e nna   h a v i n g  u ni d i r e c t i o n a l   r a d i a t i o n   pa t t e rn   i s   s ui t a b l e   c h o i c e   fo r   In   a nd  O n   a n d  O f f  bo d y   c o m m uni c a t i o n   t o   m i n i m i z e   t h e   e f fe c t s   o f   t h e   h u m a n  b o d y   a n d  r e duc e   bo d y   e xpo s ur e   t o  e l e c t r o m a g n e t i c   ra di a t i o n   ( E M ) ,   i t   s h o ul d  b e   i n s e n s i t i v e   t o   t h e   p r o xi m i t y   e ff e c t   t o   h um a n  b o d y   a n d  n e e ds   t o  ha v e   a   m i ni m u m   r a d i a t i o n   t o w a r d  a   h u m a n   b o d y   [6].     H ow e ve r ,   i t   i s   c l e a r e d  t ha t   t h e   a n t e nna   po l a ri z a t i o n   i s   t y pi c a l l y   r e qui r e d  i n   n o r m a l   d i r e c t i o n   t o   t h e   bo d y   s ur f a c e   fo r   o n  b o d y   c o m m u n i c a t i o n .   T h us ,   t h e   pa t c h  a n t e nn a   i s   c o n s i de r e d  a s   a n   i m po r t a nt   de v i c e   i n   bo d y   a r e a   n e t w o r k  due   t o   i t s   l o w   pr of i l e ,   l o w   c o s t ,   pl a n a r   s t ruc t u r e ,   e a s y   t o   f a b r i c a t e   a s   w e l l   a s   pr o v i de   uni di r e c t i o n a l   ra di a t i o n   p a t t e rn  [7 ,   8] .   A   l a rge   g r o un d   w h i c h   i s   pl a c e d  unde r  t h e   p a t c h ;   i t   i s   e s s e n t i a l l y   us e d  t o  r e duc e   t h e   m u t ua l   c o upl i n g   b e t w e e n   t h e   h um a n   b o d y   a n t e nna   a nd  a s   a   r e s ul t   i t   e nh a n c e s   f o r w a r d  ra di a t i o n   a t   t h e   bo r e   s i ght .   T h e s e   s t udi e s   p r e s e n t e d  t ha t   t h e   S A R   a n d  ra di a t i o n   c ha r a c t e r i s t i c s   w e r e   n o t   o n l y   e n h a n c e d  b ut   a l s o   t h e   di r e c t i o na l   p a t t e rn   c o ul d  b e   ob t a i n e d  us i n g  g r o u n d   o n   t h e   b a c k  s i de   of   t h e   m o n o po l e   t y p e   a n t e nn a   [9].   H ow e v e r ,   a l l   t h e s e   pr e v i o us   w o r ks   a r e   n o t   s ui t a b l e   f o r   pra c t i c a l   f o r   B A N   a ppl i c a t i o n s   due   t o   t h e i r   b ul k y   s i z e   a nd  ri gi d n e s s   a n d   c o m pl i c a t e d  m a n uf a c t u ri n g   p r o c e dur e s .   G e n e ra l l y ,   t h e r e   a r e   s e v e r a l   de s i g n s   ha v e   be e n   s t udi e d  a nd  t e s t e d  by   r e s e a r c h e r s   a s   a   w e a r a b l e   a n t e nn a   l i ke   c a v i t y - b a c ke d  [10],   m i c r o s t ri p  [1 1],   i n v e r t e d - F   [5,   12] ,   p l a na r ,   a nd  v e r t i c a l   m o n o po l e   a n t e nna s   [13].   H ow e v e r ,   a l l   t h e s e   a n t e nn a s   h a v e   s uffe r e d  due   t o  t h e   l a r ge   f oo t pr i nt ,   n a rr o w   b a n dw i dt h,   a n d  hi g h   f r o n t - to - b a c k  r a t i o   (F BR ).   It   ha s   e m p ha s i z e d  t h a t   t h e   a i m   o f   t h i s   pa pe r  i s   t o   de s i g n   a   s m a l l   di m e n s i o n   m i c r o s t r i p   pa t c h   a n t e nna   f o r   w e a ra b l e   a pp l i c a t i o n s   due   t o   i t s   p l a na r,   v e r s a t i l e   s t ruc t u r e   a nd  p r o v i de   b r o a de r  di m e n s i o n  fo r   t h e   e l e c t r o m a g n e t i c   w a v e s .   T h e   r e s ul t   s h o w e d  a   s t a b l e   ra di a t i o n   c h a ra c t e r i s t i c   f o r   of f   a n d  o n  b o d y   a t   2. 4  G H z .   H e n c e ,   i t   c a n   b e   de pl oy e d  fo r   c o n t i nuo us l y   m o n i t o r e d  t h e   b i o   s i g na l s   i n  t h e   r e a l - l i f e   s c e n a r i o s .   T h i s   pa pe r   i s   o rga ni z e d  a s   f o l l ow s :   S e c t i o n . 2  de s c r i b e s   t h e   p r o po s e d  a nt e nna   de s i g n .   S e c t i o n . 3  e xp a n ds   upo n   t h e   r e s ul t   a n d  di s c us s i o n   a b o ut   t h e   O f f   a n d  O n   B o d y   c o m m u n i c a t i o n .   S e c t i o n . 4   a n d   5  p r o v i de s   c o n c l us i o n   a n d  r e f e r e n c e s .     1 . 1 .       C o m p ar i s o n   o f  P r o p o s e d   A n te n n a  w i th   Li t e r a tu r e   H ow e ve r ,   t h e   a nt e nna   i s   c o m pa r e d  t o   t h e   s i m i l a r   a nt e nn a s   i n   t h e   l i t e r a t u r e   i n   T a b l e   1.   T h us ,   i t   f e a t ur e s   s m a l l   di m e n s i o n s   a nd  r e a c h e s   t h e   h i g h e s t   e f f i c i e n c y   a n d  s t a b l e   f a r   f i e l d  r a di a t i o n   c ha r a c t e r i s t i c s   i n   t h e   2. 4G H z   IS M   B a n d ,   r e s pe c t i v e l y .       T a b l e   1 .   Co m p a r i s o n  B e t w e e n   P r o po s e d  A n t e nn a   a nd  S i m i l a r  A n t e nna s   i n  t h e   L i t e r a t u r e s       2.   A N TEN N A   S TR U C TU R E   A   f i na l   de s i g n   o f   pr o po s e d  m i c r o s t r i p   p a t c h   a n t e nna   w a s   f a b r i c a t e d,   s h o w n   i n  F i gu r e   1   (b ),     w h i c h   c a n   b e   a t t a c h e d  di r e c t l y   t o   t h e   h u m a n   b o d y   t o   c o n s t a nt l y   m e a s ur e   t h e   v i t a l   s i g na l s   o f   a n   i ndi v i du a l   l i ke   pa t i e nt s   o r  a t h l e t e s ,   s h o w n   i n  F i gu r e   1(c ).   T h e   pa t c h  a nd  t h e   g r o u n d  o f   t h e   a nt e nna   a r e   c o n s t r uc t e d  us i n g  a   0 . 035 - mm - t hi c k  c o ppe r   [2 7]  w i t h  a n   a pp r o xi m a t e d  c o n duc t i v i t y   of   1. 18  ×   105  S / m .   T h e   a nt e nna   s ub s t ra t e   i s   a   n o n c o n duc t i v e   m a t e ri a l   w i t h   1 . 6 - m m   t h i c k  F R - 4  [28].   I t s   r e l a t i v e   pe r m i t t i v i t y   a n d  l o s s   t a n ge nt   a r e   4. 3  a n d  0 . 025 ,   c o rr e s po n di n g l y .   T h e   o v e r a l l   s i z e   o f   t h e   a nt e nn a   i s   62  m m ×  43   m m   ×  1. 67  m m   a t   2 . 45   G H z ,   w h i c h   i s   t h e   s m a l l e s t   s i z e   i n  t h e   r e po r t e d  T a b l e . 1 .   In   a ddi t i o n   t o   t ha t ,   t h e   t w o   t r i a n gul a r   o ff s e t s   a r e   i nt r o duc e d  t o   r a di a t i n g  pa t c h,   w h i c h   i s   a l s o   s h o rt - c i r c ui t e d  t o   t h e   gr o u n d  by   us i n g  s h o rt i ng  pi n s .   T h e   a n t e nn a   i s   l o a de d  by   t h e s e   pi n s   a n d  t r i a n gu l a r   o f fs e t s   t o  S . n o   Ba n d   G H z   D i m e n s i o n   ( m m 3 )   S A R( w / k g )   E ffi c i e n c y   %   [1 4 ]   2 . 4   46  ×  46  ×  2 . 4   6 . 1 9   (W / E BG )   N / A   [1 5 ]   2 . 4   202 × 1 1 5 ×  0 . 01   N / A   48   [1 6 ]   2 . 4   100 x 1 0 0 x 4 . 9 7 5   0 . 5 8   42   [1 7 ]   2 . 4   60 × 6 0 x 6 . 3 4   0 . 6 6 / 0 . 1 8   5 1 . 4   [1 8 ]   2 . 4   100 × 1 0 0 x 3 . 3 4   0 . 0 5 / 0 . 0 1   (CRL H )   3 8 / 4 5   [1 9 ]   2 . 4   100 × 1 0 0   x 3 . 3 4   0 . 0 4 6   50   [2 0 ]   2 . 4   70 × 7 0 x 0 . 2 3 7   N / A   N / A   [2 1 ]   2 . 4   119 × 1 8 4 x 3 . 3 4   N / A   N / A   [2 2 ]   2 . 4   8 8   ×   1 4 2 x 1 . 3 4   N / A   N / A   [2 3 ]   2 . 4   1 2 1 . 9   ×  1 0 9 . 1   N / A   - 8 . 1 1   [2 4 ]   2 . 4   75 × 7 5 x 1 . 3 4   N / A   N / A   [2 5 ]   2 . 4   80 × 9 8   >   2   W / K G   3 . 3   [2 6 ]   2 . 4   1 1 4 . 5 × 1 0 1 x 2 . 3 4   N / A   4 8 . 7 5   P ro p o s e d   2 . 4   6 2 x 4 3 x 1 . 6 7   0 . 4 4   W / K G   5 3 / 4 6   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   c om pac t   m i c r os t r i p  p at c h  a nt e nna   f or   W B A N   app l i c at i ons   a t   ISM   2. 4  G H z   ( Shah i d  M  A l i )   1511   i m p r o v e   t h e   a nt e nn a   pe r f o r m a n c e s   i n   ra di a t i o n   c ha r a c t e r i s t i c s   a n d   t o   m i n i a t u ri z e   t h e   pa t c h ,   t h e   c u rr e nt   p a t h  w a s   l e n gt h e n e d  b y   r e a l i z i n g   t h e   c o m po un d   s h a pe   w i t h  a   s h o rt i ng  p i n   t o   t h e   g r o u n d.   Co o pe r a t i n g  w i t h  t h e   r e f l e c t i o n   o f   t h e   g r o un d ,   t h e   l o n g   r e c t a n gu l a r   pa t h   w o r k  i n   t h e   1/ 2  w a v e l e n gt h   r e s o n a n c e   m o de ,     w h i c h   i n c r e a s e   t h e   r a d i a t i o n   o ut w a r d  a nd  r e duc e   t h e   u n de s i re d  b a c k  r a di a t i o n   t o w a r ds   t h e   b o d y .   T h e   r e a s o n  t h a t   a n o t h e r   t r i a n gu l a r  i s   us e d  t o   t h e   o ppo s i t e   s i de   of   t h e   f i r s t   o n e ,   i s   t o   f ur t h e r   m i ni a t u ri z e   t h e   pa t c h   a n d   c h a nge   t h e   c u rr e nt   f l o w s .   Be s i de s ,   t h e   l o c a t i o n s   o f   t h e   s ho r t i n g   pi n s   a r e   o pt i m i z e d  b a s e d  o n   t h e   s u r f a c e   c urr e n t   a nd  t h e   e l e c t r i c   f i e l d  (t h e   l o c a t i o n   w h i c h   h a s   z e r o   E - f i e l d)  a r o u n d  t h e   pa t c h   a n d  l o a d .   T h us ,   t h i s   w a y   of   w o r ki n g  g ua ra n t e e s   t h e   s t a b i l i t y   of   t h e   a n t e nna   s t r u c t ur e   w h e n   t h e   r e s t   o f   t h e   a n t e nna   de f o r m s .     T h e   a n t e nna   i s   f e d  t hr o ugh  i n s e t   f e d  l i n e ,   t h o ugh   i n   s uc h   t y pe   of   f e e di n g   p r o c e s s ,   s h ow n   i n   F i gu r e   1  (a ),     t h e   e dge   of  t h e   m i c r o s t ri p  pa t c h   i s   c o nn e c t e d  di r e c t l y   t o   a   c o n duc t i n g  s t ri p .   T h i s   t y pe   of  f e e di n g  m e t h o d  s ugge s t e d  t h e   b e n e f i t   t ha t   t h e   c o n duc t i ng  l i n e   c a n   h a v e   t he   o ppo r t u n i t y   of   e n g r a v e d  o n   s a m e   s ub s t r a t e   of  pa t c h   a nt e nn a   p r o v i di ng  a   pl a n a r  s h a pe .   H e n c e ,   T h us ,   l e n gt h   of   c o n duc t i n g   e l e m e nt   i s   s m a l l e r   a s   c o m pa r e d  t o   t h e   w i dt h   o f   t h e   p a t c h   a n t e nna .   T h e   de t a i l   di m e n s i o n s   o f   a   p ro pos e d  d e s i gn   a r e   l i s t e d  i n  T a b l e   2.         (a )     (b )           F i gu r e   1 .   D e s i g n  o f   M i c r o s t ri p  p a t c h  a nt e nna .   ( a )   S i m ul a t e d,   (b )  F a b r i c a t e d,   (c )   O n   H um a n   M o de       T h e   di m e n s i o n s   o f   t h e   a n t e nna   a r e   c a l c u l a t e d   f r o m   t h e   t ra n s m i s s i o n  l i n e   e qua t i o n s   [29 ].     S t e p  1)  t h e   w i dt h  o f   pa t c h  c a l c u l a t e d  by   us i n g :       = 2  √ (  + 1 ) 2   (1)     W h e r e   c   i s   t h e   v e l o c i t y   of   l i g h t ,   f 0 =   r e s o n a n c e   f r e que n c y ,   ε r   = D i e l e c t r i c   c o n s t a nt   o f   t h e   s ub s t ra t e     S t e p  2)  Ca l c ul a t i o n  o f   t h e   e ff e c t i v e   D i e l e c t r i c   c o n s t a nt   (ε r e f f)     = + 1 2   +   ×   ( √ ( 1 + ( 12ℎ ))   (2)     S t e p  3)  Ca l c ul a t i o n  t h e   e xt e n s i o n  L e n gt h:   It   c a n   b e   us e d  t o   c a l c ul a t e   t h e   r e s o n a nt   f r e que n c y   (fc )  fo r   M i c o s t ri p  a n t e nn a .     ∆ = 0 . 412ℎ   ( + 0 . 3 ) ( ℎ + 0 . 264 ) ( − 0 . 258 ) ( ℎ + 0 . 8 )   (3)     S t e p  4)  L e n gt h  o f   t h e   pa t c h  c a l c ul a t e d   us i n g   e f fe c t i ve   L e n gt h  (L e ff )       = 2 0 √   (4)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   2 019   :     15 09   -   15 16   1512   L =  - 2∆   (5)     S t e p5)  T h e   G r o un d   D i m e n s i o n  f o r   t h e   A nt e nn a :   T h e   l e n g t h  a n d   w i dt h  o f   t h e   g r o u n d   pl a n e   i s   c a l c ul a t e d   us i n g   t h e   f o l l ow i n g,     = + ( 6ℎ )   (6)       = + ( 6ℎ )   (7)     T h us ,   t h e   p r o po s e d  a n t e nna   i s   o pe ra t e d  a s   M i c r o s t r i p  pa t c h   a nt e nn a   w i t h  g r o und  pl a n e ,   w hi c h   w o r ke d  a s   s hi e l di ng  f o r   t h e   b a c k - w a r d  ra di a t i o n.   T h us ,   by   va r y i n g  t h e   w i dt h   a n d   l e n gt h  o f   t h e   p a t c h   a nt e nna ,   t h e   a nt e nna   c a n  b e   a dj us t e d  a n d  o pt i m i z e d  f o r   t h e   W B A N .   T h us ,   F i g u r e   1  a nd  T a b l e   2  de s c ri b e d  t h e   f i n a l   ge o m e t r y   o f   t h e   p r o po s e d  M i c r o s t ri p  P a t c h   a nt e nna .       T a b l e   2 .   G e o m e t ri c a l   P a ra m e t e r s   o f   M i c r o s t r i p   P a t c h  A n t e nna         3.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   In   t h i s   p a pe r ,   t h e   pa t c h  a nt e nna   i s   de s i g n e d  f o r   a ppl i c a t i o n   of   W B A N ,   w h i c h   i s   s h o w n   i n   F i gu r e   1.   T h e   de s i g n   a n t e nna   i s   t h e n   p l a c e d  o n   h u m a n   s a m p l e   t o   c h e c k  t h e   e f fe c t   of   S A R ,   w h i c h   i s   s h o w n   i n   F i gu r e   6 .   T h e   h u m a n  m o de l   i s   de s i g n e d  by   us i n g  CS T   M W S   a n d  i t   c o n s i s t s   o f   di ff e r e n t   l a y e r s   a n d   t hi c k n e s s   s uc h   a s   s ki n   (2m m ),   f a t   ( 8m m ) ,   m us c l e   (20m m ) .   T h us ,   t h e   pr o p e r t i e s   o f  e a c h   l a y e r   a r e   s um m a ri z e d  i n   gi v e n     T a b l e   3   gi v e n  b e l ow .       T a b l e   3 .   C ha ra c t e ri s t i c s   o f   H um a n  B o d y   T i s s ue s [23]   T i s s u e s   P e r m i t t i v i t y   ( ϵ r )   Co n d u c t i v i t y   (S / m )   L o s s   T a n g e n t   D e n s i t y   (K g / m 3 )   S k i n   3 1 . 2 9   5 . 0 1 3 8   0 . 2 8 3 5   1100   F a t   5 . 2 8   0 . 1   0 . 1 9 3 8 2   1100   M u s c l e   5 2 . 7 9   1 . 7 0 5   0 . 2 4 1 9 1   1060   Bo n e   1 2 . 6 6 1   3 . 8 5 9 1   0 . 2 5 2 4 4   1850       In  t hi s   p a pe r ,   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   M i c r o s t ri p   P a t c h   a n t e nna s   c a n   b e   di s c us s e d  i n t o   d i f f e r e n t   s t a ge s :   a )  F i r s t l y ,   t h e   w e a ra b l e   a nt e nna   i s   e xa m i n e d  i n   o f f  bod y   c o m m uni c a t i o n   a t   2. 4  G H z ;   b )  S e c o n dl y ,     t h e   w e a ra b l e   a nt e nna   i s   p l a c e d  o n   t h e   h um a n   b o d y   t o   i n v e s t i ga t e   t h e   pe r f o r m a n c e   a n d  S A R   n e a r   t o   t h e   l o s s y   h u m a n  b o d y   a t   2 . 4G H z .     3. 1 .       O ff - b o d y  P e r fo r m an c e   T h e   a n t e nna   i s   de s i g n e d  us i n g  CS T   s i m ul a t i o n   t o o l .   T h e   s i m ul a t e d  a nd  m e a s u r e d  r e f l e c t i o n   c oe ff i c i e n t s   a g r e e   w e l l   w h i c h   i s   s h o w n   i n   F i gu r e s   2. T h e   s i m ul a t e d  - 23  dB   b a n dw i dt h   i s   104(2 . 336 9 - 2. 443  G H z )  a n d   m e a s u r e d  i s   105  M H z   (2 . 33 -   2 . 49   G H z ).   T h e   ra d i a t i o n   p a t t e rn s   a r e   c o m pa r e d  i n  F i gu r e s   3  g i v e n   b e l ow .   T h e   f r o n t   t o   b a c k  r a t i o   (F BR )  i s   h i g h e r   i n   b o t h   t h e   x - z   a n d  y - z   pl a n e .   T h e   ga i n   o f  t h e   a n t e nna   i s   a b o ut   3. 01  dB   f o r   o ff   bo d y   a t   2. 4  G H z .   M o r e o v e r ,   t h e   r a di a t i o n   e ff i c i e n c y   i s   m o r e   t h a n   53%  f o r   o ff   bo d y   c o m m uni c a t i o n ,   m a i nt a i n e d  i t   w i de r   h a l f   p ow e r   be a m   W i dt h  (H P BW )  t hr o ugh o ut   t h e   w h o l e   o pe r a t i ng  b a n d ,   w h i c h   s h o w s   h i g h   s t a b i l i t y   dur i n g  o pe r a t i o n .   F i gu r e   3  s h o w s   t h e   ra di a t i o n   pa t t e rn   o f  t h e   a n t e nna   fo r   bo t h   E   a n d  H   f i e l d.   It ’s   o bv i o us l y   i l l us t ra t e d  t h a t   a l l   r a di a t i o n   i s   o ut w a r ds   a nd  n e gl i gi b l e   b a c k  ra d i a t i o n  a n d   s i de   l o b e   o c c urr e d.   A c c o r di ng  t o   t h e   r a di a t i o n   pa t t e rn,   i t   ha s   s h o w n   t ha t   t h e   H   f i l e d  i s   w o r ki n g  i n s i de   E   f i l e d,   a s   a   r e s ul t   H   f i l e d  i s   n o t   c h a n g i n g   t h e   pa t h   o f   c urr e n t   f o r   r e s o n a n c e   f r e q ue n c y   dur i n g   o ff   bo d y   c o n di t i o n .       S . n o   D i m e n s i o n s   V a l u e s / m m   1   O v e r  A l l   A n t e n n a   S i z e   6 2 x 4 3 x 1 . 6 7 m m 3   2   t h i c k n e s s   o f   s u b s t ra t e (t s )   F R4 (1 . 6   m m )   3   P a t c h   S i z e   ( W P   x   P L )   4 1 x 2 6 . 5 0 m m   4   t h i c k n e s s   o f   p a t c h (t p )   Co p p e r  (0 . 0 3 5 )   5   T ra n s m i s s i o n   L i n e   (T W   x   T L )   3 . 3 6 x 1 4 . 7 5 m m   6   S l o t   g   ( w   x   l )   0 . 4 x 4 . 0 0 m m   7   O ff  s e t   T ri a n g l e s   ( w   x   l )   2 2 . 0 x 1 4 . 0 0 m m   8   S h o rt i n g   P i n (v i a )   Ra d i u s   (0 . 2 5 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   c om pac t   m i c r os t r i p  p at c h  a nt e nna   f or   W B A N   app l i c at i ons   a t   ISM   2. 4  G H z   ( Shah i d  M  A l i )   1513         F i gu r e   2 .   S i m u l a t e d  r a di a t i o n   p a t t e rn s   o f   a n t e nn a   i n  f r e e   s pa c e   a t   2. 4G H z     F i gu r e   3 .   S i m u l a t e d  a nd  m e a s u r e d  S 11       3. 2 .       On - b o d y  P e r fo r m an c e     T h e   pr o po s e d  a n t e nna   de s i g n   w a s   s i m ul a t e d  a n d  m e a s u r e d  o n   b o d y .   It   w a s   l o c a t e d  o n   v a r i o us   l o c a t i o n   o f  t h e   h u m a n   b o d y   l i ke   c h e s t ,   a rm   (o n l y   c h e s t   pr e s e nt e d  h e r e )  e t c .   F i gur e   4  s h o w s   t h e   s i m ul a t e d  a n d   m e a s u r e d  r e f l e c t i o n   c o e ff i c i e n t s   r e s ul t s   o n   b o d y .   T h e   b a n dw i dt h   i s   l a r ge r   c o m pa r e d  t o   t h e   o ff - bo d y   c o m m uni c a t i o n .   T hi s   i s   b e c a us e   of   t h e   a ddi t i o na l   l o s s e s   b e c a us e   of   t h e   p r o xi m i t y   of   t h e   hum a n   b o d y .     T h e   – 24   dB   b a nd  w i dt h s   c ov e r   t h e   IS M   b a nd  w i t h   a   b a n d w i dt h  o f   110  M H z   w h i c h  i s   a c c e pt a b l e   f o r   b o d y   a r e a   n e t w o r k.   F o r  o n   b o d y   a ppl i c a t i o n,   t h e   e ff i c i e n c y   i s   46%  a n d  ga i n   i s   2. 1 1  dB   o n   b o d y   a ppl i c a t i o n,   w h i c h  a r e   s t i l l   a c c e pt a b l e   fo r   w e a r a b l e   a ppl i c a t i o n s .   F u r t h e rm o r e ,   t h e   s i m ul a t i o n   a n d  m e a s u r e m e n t   r e s ul t s   a r e   i n  go o d   a gr e e m e n t .   H e n c e ,   s a m e   t r e n d  a s   o ff - bo d y   r a di a t i o n   p a t t e rn   i s   fo l l ow e d  by   o n - b o d y   pr e s e n t e d  i n     F i gu r e   5.   A c c o r di ng  t o   t h e   ra di a t i o n   p a t t e rn,   i t   h a s   s h o w n   t ha t   t h e   H   f i l e d  i s   w o r ki n g  i n s i de   E   f i l e d ,   a s   a   r e s ul t   H   f i l e d  i s   n o t   c ha n gi ng  t h e   p a t h  o f   c ur r e n t   f o r   r e s o n a n c e   f r e que n c y   a n d  p r o v i de d  s t a b l e   ra di a t i o n   pa t t e rn   duri n g   o n  b o d y   c o n di t i o n .             F i gu r e   4 .   S i m u l a t e d  r a di a t i o n   p a t t e rn s   o f   a n t e nn a   O n  bo d y   a t   2 . 45  G H z     F i gu r e   5 .   S i m u l a t e d  a nd  m e a s u r e d  S 11       3. 3 .      S i gn al   A b s o r p ti o n   R ate   o n   B o d y   T h e   S A R   w a s   s i m ul a t e d  us i n g  a   s i m p l i f i e d  hum a n   m o de l ,   s e e   F i gur e   6.   T h i s   m o de l   c o n s i s t s   o f  3   l a y e r s :   a   2 0  m m   t hi c k  m us c l e   l a y e r ,   a   20   m m   t h i c k,   8 m m   f a t   l a y e r ,   a n d   a   2  m m   s ki n  l a y e r .   It   w a s   pl a c e d  o n  r e a l   s ki n .   T h e   de s i g n   a nt e nna   i n p ut   po w e r   w a s   s e t   a t   0. 5  W   (r. m . s ) .   T h e   S A R   v a l ue   w a s   c a l c ul a t e d  b a s e d  o n   t h e   s t a n d a r d  o f   IE E E   C95. 1  a nd  a v e r a ge d  o ve r   1  o r   10  g  of   bi o l o gi c a l   t i s s ue .   T h e   r e s ul t   s h o w s   t h a t   t h e   S A R  i s   0. 44W / k g  a t   2 . 45  G H z .   W h e n   t h e   i n pu t   po w e r   i s   0. 5  W   (r. m . s ),   t h e   m a xi m um   S A R   v a l ue   i s   0. 44  W / kg   r e s pe c t i v e l y ,   w h i c h  i s   f a r  u n de r  t h e   l i m i t   o f   E u r o pe a n  s t a n d a rd  o f   2  W / kg.           F i gu r e   6 .   S i m u l a t e d  S A R   v a l ue   o f   t h e   p r o po s e d  a n t e nna   i n   f re e   s pa c e   a t   2 . 45   G H z   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   2 019   :     15 09   -   15 16   1514   3. 4 .       C h a r ac t e r i s ti c s   o f  th e   P r o p o s e d   A n te n n a   T h e   de s i g n   a n d  o pt i m i z a t i o n   a r e   do n e   us i n g  CS T   s i m u l a t i o n  t o o l .   T h e   pa t c h   a nt e nn a   i s   po s i t i o n e d  o n   t o p  o f   t h e   s a m pl e   w i t h   a   0. 1 7m m   t e xt i l e ,   t o   t a ke   i t   w e a r a b l e ,   w h i c h   i s   s h o w n   i n  F i g .   1(c ) .   T h e   de s i g n  w a s   f i n a l l y   s i m ul a t e d  a n d  m e a s u r e d .   I n   f i gur e s   2  a nd  4,   s i m u l a t e d   a n d  m e a s u r e d  S   pa ra m e t e r s   a r e   gi v e n   fo r   t h e   o f f  a n d  o n   b o d y ,   s uc h   a s   a l l   r e f l e c t i o n   c oe f f i c i e n t s   a r e   l o w e r  t ha n   t h e   - 10  dB .   T h e   pa t c h   a nt e nn a   g i v e n   a n   a c c e pt a b l e   b a n dw i dt h  (105  t o   110  M H z ),   w h i c h   i s   s u i t a b l e   fo r   IS M   b a n d  a pp l i c a t i o n s   i n  b o t h   c o n di t i o n s   a l o n g  w i t h   s t a b l e   r a d i a t i o n   p a t t e rn.   T h e   G a i n   a n d  e f f i c i e n c y   of   t h e   O N - bo d y   s t a t e   i s   s h i f t e d  l ow e r   due   t o  t h e   pr e s e n c e   of   h i g h   d i e l e c t ri c   c o n s t a n t   o f   h um a n   b o d y .   O v e r a l l ,   i t   i s   r e a l i z e d  t ha t   t h e   p r e s e n c e   of   t h e   bo d y   d o e s   n o t   a f fe c t   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   M i c r o s t r i p  pa t c h  a nt e nna .   T h i s   i s   due   t o   t h e   f ul l   g r o u n d   pl a n e   t ha t   p r o v i de s   a   go o d   i s o l a t i o n   b e t w e e n   a n t e nna   a n d  b o d y .   T h e   T a b l e   4  s h o w s   a l l   t h e   b a s i c   a n d  i m po r t a n t   p a r a m e t e r s   o f   t h e   pr o po s e d  de s i gn.         T a b l e   4 .   S u m m a r y   of   t h e   P e r f o r m a n c e   o f   t h e   A n t e nn a   IS M   Ba n d   O ff  Bo d y   O N   Bo d y   Im p e d a n c e   BW (G H z )   1 0 8   M H z   1 0 5   M H z   G a i n   ( d Bi )   3 . 0 1   2 . 1 1   D i re c t i v i t y ( d B i )   5 . 7 8   5 . 4 6   E ffi c i e n c y   ( % )   5 3 . 0   4 6 . 0   S A R  o n   B o d y ( W / k g )   0 . 4 4   W / K G   H P BW (D e g )   1 0 2 . 3   1 2 3 . 5   V S W R   1 . 4 6   1 . 1 5       T h us ,   o pt i m i z i ng  t h e   a nt e nn a   a n d  c h a ngi n g  t h e   s i z e   o f   e l e m e nt   s uc h   a s   l e n gt h(L ),   w i dt h (W )  o r   us i ng  a n y   c a p  a c t i v e   o r   i n duc t i v e   c o m po n e n t s ,   a s   a   r e s ul t   i t   c ha n g e s   a n t e nna   c ha r a c t e r i s t i c s .   B e c a us e   a n y   c h a n ge s   i n   a nt e nna   e l e m e n t ,   i t   c a us e s   c ha n ge s   c urr e n t   di s t ri b ut i o n.   H ow e ve r ,   a n y   c h a n ge   i n  t h e   c u rr e n t   d i s t r i b ut i o n,     i t   c a us e s   c h a nge s   e l e c t r o m a g n e t i c   f i e l ds   a r o u n d  t h e   a n t e nna .   T h e s e   c h a n ge s   c a n   b e   oc c ur r e d  i n  t h e   i nput   i m pe da n c e ,   r a d i a t i o n   pa t t e rn,   b a ndw i dt h ,   r e s o n a n c e   f r e que nc y   e t c .   T h us ,   a na l y z i ng  t h e s e   b e h a v i o r s   t ha t   h ow   v a r i a t i o n   i n   e a c h   e l e m e n t   c a us e s   c h a nge s   i n   t h e   de s i g n   c ha r a c t e r i s t i c s ,   t hus   i t   i s   po s s i b l e   t o   f i n d  t h e   b e s t   po s s i b l e   pe r fo r m a n c e   fo r   a   s pe c i f i c   a ppl i c a t i o n .   H e n c e ,   t h e   pr o po s e d  de s i gn   i s   s i m u l a t e d  m e a s u r e d  a n d  t e s t e d  fo r   b i o   s i g n a l s   i n   t h e   b o d y   a r e a   n e t w o r k  (B A N )  a t   IS M   b a nd.       4.   C O N C LU S I O N   A   c o m pa c t   M i c r o s t ri p  P a t c h   a n t e nna   f o r   W B A N   a t   2. 4G H z   a ppl i c a t i o n s   w e r e   pr o po s e d,   s i m ul a t e d,   f a b r i c a t e d  a n d  m e a s u r e d .   T h e   p r o po s e d  a n t e nna   f e a t ur e s   a   v e r y   c o m pa c t   s i z e ,   a   go o d  a n d  r o b us t   i m pe da n c e   b a n dw i dt h  pe r f o r m a n c e ,   a n d  s t a b l e   f a r - f i e l d  c ha r a c t e r i s t i c s .   T h e   S A R   v a l ue   i s   n e gl i gi b l e ,   a c c o r di n g   t o   t h e   s t a n d a r d  o f   F CC  a nd  CN IR P   r e gu l a t i o n s   d ue   t o   l a r ge   g r o u n d   i s   e xi s t e d  a t   t h e   b o t t o m .   B o t h   O n   a nd  O f f   bo d y   c o m m uni c a t i o n   c a n   b e   ob t a i n e d  i n   t h e   2 . 4  G H z   b a n ds ,   r e s pe c t i v e l y .   T h e   a n t e nn a   p r o t o t y pe   c o ve r s   t h e   IS M   b a n d   a n d   a   po t e n t i a l   c a n d i da t e   f o r   W i r e l e s s   B o d y   A r e a   N e t w o r ks   (W B A N )  a pp l i c a t i o n s .         R EF ER EN C ES   [ 1]   S .   Y a n ,   “ M a de   T o   B e   W o r n, ”   E l e c t r on .   L e t t . ,   v o l .   5 0,   no .   6,   p p.   42 0 – 420 ,   2014 .   [ 2]   G . F a ng , E . D uk e w i c z , M . A   H uq,   a nd  R . V e s i l o ,   “ M e di c a l   bo dy   a r e a   ne t w o r k s : o ppo r t uni t i e s , c ha l l e ng e s   a nd  p r a c t i c e s ,   ” i n   P r oc . I n t . Sy m p . C om m u n. I n f . T e c h nol . ,  O c t . 201 1, pp. 562 - 56 7.   [ 3]   H. - B . L i   e t   a l . ,   “ B o dy   a r e a   ne t w o r k  a nd  i t s   s t a nd a r d i z a t i o n  a t   I E E E 80 2 . 15 . M B A N , ” .  i n   P r oc . 16 t h  I ST   M obi l e   W i r e l e s s   C om m un . Sum m i t , J ul y . 1 - 5 , pp .   1 - 5.   [ 4]   B . L o   e t   a l ,   “ B o d y   s e ns o r   n e t w o r k s - R e s e a r c h  c ha l l e ng e s   a nd   o ppo r t uni t i e s , ” i n  P r o c , . I E T   Se m i n . A n t e nnas   P r opag. B o dy - C e nt r i c   W i r e l e s s   C om m un ,   A pr . 24 - 24 , 200 7, p p. 26 - 32 .   [ 5]   G . A . C o nw a y   a nd   W . G . S c a n l o n,   “ A nt e nna   f o r   o v e r - bo d y - s ur f a c e   c o m m uni c a t i o n  a t   2 . 4 5  G H z .   I E E E   T r a n s . A nt e nna s   P r o pa g .   v o l . 5 7, no . 4, p p. 844 - 855 , A pr . 2009 .   [ 6]   T .   S .   S e e   a nd  Z .   N .   C he n ,   “ E xpe r i m e nt a l   c ha r a c t e r i z a t i o n  o f   U W B   a nt e nna s   f o r   o n - b o d y   c o m m uni c a t i o ns , ”  I E E E   T r ans .   A n t e nna  P r op ag . ,   v o l .   5 7,   no .   4 ,   p p.   86 6 – 87 4,   A pr .   20 09 .   [ 7]   P .   J .   S o h  e t   al . ,   “ A   S m a r t   W e a r a b l e   T e xt i l e   A r r a y   S y s t e m   f o r   B i om e di c a l   T e l e m e t r y   A ppl i c a t i o ns , ”   I E E E   T r ans .   M i c r ow .   T he or y   T e c h . ,   v o l .   61,   no .   5 ,   pp .   2 253 – 2261 ,   201 3.   [ 8]   S .   Y a n ,   “ C o m pa c t   A l l -   T e xt i l e   D ua l - B a nd   A nt e nn a   L o a de d  W i t h   M e t a m a t e r i a l - I ns pi r e d   S t r uc t u r e . ”   [ 9]   H .   X i a o m u,   S .   Y a n ,   a nd  G .   A .   E .   V a nde n bo s c h,   “ W e a r a b l e   B u t t o n  A nt e nna   f o r   D ua l - B a nd  W L A N   A ppl i c a t i o ns   w i t h  C o m bi ne d  o n  a nd  o f f - B o d y   R a di a t i o n  P a t t e r ns , ”   I E E E   T r ans .   A nt e nna s   P r opag . ,   v o l .   65,   no .   3 ,     p p.   13 84 – 1 387 ,   2017 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   c om pac t   m i c r os t r i p  p at c h  a nt e nna   f or   W B A N   app l i c at i ons   a t   ISM   2. 4  G H z   ( Shah i d  M  A l i )   1515   [ 10]   R .   A .   A bd - A l ha m e e d ,   P .   S .   E xc e l l ,   a nd  M .   A .   M a ng o ud,   “ C o m put a t i o n  o f   s pe c i f i c   a bs o r pt i o n  r a t e   i n  t h e   hum a n   bo d y   due   t o   ba s e - s t a t i o n  a n t e n na s   u s i ng   a   hy br i d  f o r m ul a t i o n, ”   I E E E   T r an s .   E l e c t r om ag n.   C om pat . ,   v o l .   47,   no .   2,   pp.   37 4 – 38 1,   20 05.   [ 11]   S .   Y a n,   V .   V o l s ki y ,   a nd  G .   A .   E .   V a nde nbo s c h,   “ C o m pa c t   D ua l - B a nd  T e x t i l e   P I F A   f o r   433 - M H z / 2. 4 - G H z   I S M   B a nds , ”   I E E E   A nt e nna s   W i r e l .   P r op ag.   L e t t . ,   v o l .   1 6,   pp .   243 6 – 24 3 9,   201 7.   [ 12]   T .   M o ,   Q .   W .   L i n ,   X .   Y .   Z ha ng ,   a nd   H .   W o ng ,   “ A   D ua l   O pe r a t i n g   M o de   A nt e nna   o n  F l e xi b l e   G r o und  S t r uc t ur e s   f o r   W e a r a b l e   C o m m uni c a t i o ns , ”   I n t .   A p pl .   C om pu t .   E l e c t r om agn .   S oc .   Sy m p. ,   pp .   1 – 2 ,   2017 .   [ 13]   J .   Z h a ng ,   S .   Y a n ,   X .   H u ,   a n d  G .   A .   E .   V a n de nbo s c h,   “ A pe r t ur e - c o upl e d  w e a r a bl e   a n t e nna   w i t h  m i n i a t u r e   f e e di ng   ne t w o r k , ”   20 17  11t h  E ur .   C onf .   A n t e nnas   P r opag at i on ,   E U C A P   20 17 ,   pp .   103 1 – 10 34,   2 017 .   [ 14]   S .   Y a n  a nd  G .   A .   E .   V a n de n bo s c h,   “ W e a r a bl e   a nt e nna   w i t h  t r i po l a r i z a t i o n  c a pa b i l i t y , ”   2017   I n t .   W or k .   A n t e nna  T e c hnol .   Sm al l   A n t e nnas ,   I nn ov .   St r uc t .   A p pl .   i W A T   201 7 ,   pp .   129 – 131,   2 017 .   [ 15]   S .   Y a n  a nd  G .   A .   E .   V a nde nbo s c h,   “ W e a r a b l e   p a t t e r n  r e c o nf i g ur a bl e   pa t c h  a nt e nna , ”   2 016  I E E E   A n t e nnas   P r opa g.   Soc .   I nt .   Sy m p.   A P SU R SI   201 6  -   P r o c . ,   pp .   1 665 – 1666 ,   201 6.   [ 16]   P .   J .   S o h,   S .   Y a n,   H .   L a g o ,   X .   Z he ng ,   M .   F .   J a m l o s ,   a nd  G .   A .   E .   V a nde n bo s c h,   “ P e r f o r m a nc e   o f   a   t e x t i l e   m a g ne t o - e l e c t r i c   d i po l e   o pe r a t i ng   i n   t he   v i c i n i t y   o f   t he   hum a n  bo dy , ”   2016   10t h   E ur .   C on f .   A nt e nn as   P r op aga t i on,   E uC A P   2016 ,   2016 .   [ 17]   M .   O .   S a l l a m ,   S .   M .   K a ndi l ,   V .   V o l s ki ,   G .   A .   E .   V a nd e nbo s c h,   a nd  E .   A .   S o l i m a n ,   “ 2. 4 / 5  G H z   W L A N   c r e s c e nt   a nt e nna   o n  f l e xi bl e   s ub s t r a t e , ”   201 6  10t h  E ur .   C o nf .   A n t e nnas   P r op agat i on ,   E uC A P   20 16 ,   2 016 .   [ 18]   E .   F .   N .   M .   H u s s i n ,   P .   J .   S o h,   M .   F .   J a m l o s ,   H .   L a g o ,   a nd  A .   A .   A l - H a di ,   “ W i de ba nd  t e xt i l e   a n t e n na   w i t h  l o w   ba c k  r a d i a t i o n  f o r   w e a r a b l e   a pp l i c a t i o ns , ”   2 016  U R S I   A s i a - P ac i f i c   R adi o  S c i .   C on f .   U R S I   A P - R A SC   2016 ,    pp.   10 89 – 1 092 ,   2016 .   [ 19]   P .   S c hi l i ng o v s ki ,   V .   V ul f i n,   S .   S a y f a n - A l t m a n,   a nd   R .   S ha v i t ,   “ W e a r a b l e   a n t e nn a s   d e s i g n  f o r   w i r e l e s s   c om m uni c a t i o n, ”   201 7  I E E E   I n t .   C on f .   M i c r ow av e s ,   A nt e nn a s ,   C om m u n.   E l e c t r on .   Sy s t .   C O M C A S  20 17 ,    v o l .   2017 – N o v e m ,   pp .   1 – 3 ,   2018 .   [ 20]   I .   A g b o r ,   D .   K .   B i s w a s ,   a nd   I .   M a h bub ,   “ A   c o m pr e he ns i v e   a n a l y s i s   o f   v a r i o us   e l e c t r o - t e xt i l e   m a t e r i a l s   f o r   w e a r a b l e   a nt e nna   a ppl i c a t i o ns , ”   P r o c .   20 18  T e x as   Sy m p .   W i r e l .   M i c r ow .   C i r c ui t s   Sy s t .   W M C S   201 8 ,   pp .   1 – 4 ,   20 18.   [ 21]   B .   M a nda l ,   B .   M u khe r j e e ,   A .   C ha t t e r j e e ,   a n d  S .   K .   P a r u i ,   “ D e s i g n  o f   pr i n t e d  bo dy   w e a r a b l e   t e x t i l e   a n t e nna   f o r   br o a dba n d  a pp l i c a t i o n, ”   2013   I E E E   A pp l .   E l e c t r om agn .   C on f .   A E M C   201 3 ,   20 14 .   [ 22]   M d . s a he b   a l i ,   “ D e s i g n  a nd   O p t i m i z a t i o n   o f   a n  E   s ha p e d  w e a r a b l e   a nt e n na   i n  I S M   b a nd . ”   [ 23]   N .   H a g a ,   K .   S a i t o ,   M .   T a ka h a s h i ,   a nd  K .   I t o ,   “ C ha r a c t e r i s t i c s   o f   c a v i t y   s l o t   a nt e nna   f o r   bo d y - a r e a   ne t w o r ks , ”   I E E E   T r ans .   A n t e nnas   P r opag . ,   v o l .   57 ,   no .   4   P A R T .   1,   pp .   837 – 843 ,   200 9.   [ 24]   A .   A l om a i ny   e t   al . ,   “ S t a t i s t i c a l   a n a l y s i s   a nd  pe r f o r m a nc e   e v a l ua t i o n  f o r   o n - bo d y   r a di o   pr o pa g a t i o n  w i t h   m i c r o s t r i p   pa t c h  a n t e nn a s , ”   I E E E   T r an s .   A n t e nnas   P r opa g. ,   v o l .   55 ,   no .   1,   pp .   245 – 2 48,   2 007 .   [ 25]   P .   J .   S o h ,   G .   A .   E .   V a nde nbo s c h,   S .   L .   O o i ,   a nd   N .   H .   M .   R a i s ,   “ D e s i g n  o f   a   br o a db a nd   a l l - t e xt i l e   s l o t t e d  P I F A , ”   I E E E   T r an s .   A nt e nna s   P r op ag. ,   v o l .   60 ,   no .   1,   p p.   37 9 – 38 4,   20 12.   [ 26]   M .   N .   S um a ,   P .   C .   B y bi ,   a n d  P .   M o ha na n,   “ A   w i de ba n d  pr i nt e d  m o no po l e   a n t e nn a   f o r   2. 4 - G H z   W L A N   a ppl i c a t i o ns , ”   M i c r ow .   O p t .   T e c hn ol .   L e t t . ,   v o l .   48 ,   no .   5 ,   pp .   8 71 – 8 73,   20 06.   [ 27]   U .   A l i   e t   a l . ,   “ D e s i g n  a nd  S A R   a na l y s i s   o f   w e a r a bl e   a n t e nna   o n  v a r i o us   pa r t s   o f   hum a n  bo d y ,   us i ng   c o nv e nt i o na l   a nd  a r t i f i c i a l   g r o und   pl a ne s , ”   J .   E l e c t r .   E ng .   T e c hno l . ,   v o l .   12 ,   no .   1 ,   pp.   3 17 – 3 28,   2 017 .   [ 28]   G .   K a ur ,   “ W e a r a b l e   A nt e nn a s   f o r   o n  -   B o dy   C o m m uni c a t i o n  S y s t e m s , ”   no .   6,   p p.   56 8 – 57 5,   20 14 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       S ha h i d  M   A l i   i s   c ur r e nt l y   a   P hD   s t ude nt   i n   E l e c t r i c a l   &   E l e c t r o ni c   de pa r t m e n t ,   U n i v e r s i t i   T e kno l o g i   P E T R O N A S   ( U T P )   M a l a y s i a   a nd   do i ng   r e s e a r c h  a s s i s t a nt s hi p.   H e   r e c e i v e d  h i s   M S   de g r e e   i n  T e l e c o m m uni c a t i o n  E ng i n e e r i ng   f r o m   S un de r l a nd  U ni v e r s i t y ,   U K   i n  J un e - 2012 .   H e   r e c e i v e d  hi s   B S   de g r e e   i n  E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c   E ng i n e e r i ng   E ng i ne e r i ng   f r om   U ni v e r s i t y   of   E ng i ne e r i ng   a nd  T e c hno l o gy   ( U E T )   P e s h a w a r ,   P a ki s t a n  i n  J u n - 2007 .     H e   w o r ke d  a s   a   F i e l d  E ng i ne e r   f o r   3  y e a r s   i n  E gy pt i a n  M ul t i na t i o n a l   T e l c o m   C o m pa n y   a nd   w o r ke d  a s   a   L e c t ur e r / A s s i s t a n t   D i r e c t o r   W o r ks   i n  d i f f e r e n t   p r i v a t e / G o v t   U ni v e r s i t i e s   o f   P a ki s t a n .   H i s   r e s e a r c h  i n t e r e s t s   a r e   I nt e g r a t e d  W e a r a bl e   a nt e nna   de s i g n   f o r   B o d y   A r e a   N e t w o r k.           D r   V a r un  J e o t i   r e c e i v e d  h i s   P h . D .   de g r e e   f r o m   I ndi a n  I ns t i t u t e   o f   T e c hno l o gy   D e l hi   I ndi a   i n   1992 .   H e   w o r k e d  o n  s e v e r a l   s po ns o r e d  R & D   pr o j e c t s   i n  I I T   D e l hi   a n d  I I T   M a dr a s   d ur i ng   1980  t o   198 9  de v e l o pi ng   S ur f a c e   A c o us t i c   W a v e   P ul s e   C o m pr e s s i o n  f i l t e r s ,   und e r w a t e r   o pt i c a l   r e c e i v e r s   e t c .   H e   w a s   a   V i s i t i ng   F a c u l t y   i n  E l e c t r o ni c s   de pa r t m e n t   i n  M a d r a s   I ns t i t u t e   o f   T e c hno l o gy   f o r   1  y e a r   dur i ng   198 9  t o   199 0  a n d  j o i ne d  D e l hi   I ns t i t ut e   o f   T e c hno l o gy   f o r   ne xt   5  y e a r s   t i l l   19 95 .   H e   m o v e d  t o   E l e c t r i c a l   &   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng   ( E & E   E ng g )   de pa r t m e nt   o f   U ni v e r s i t i   S a i ns   M a l a y s i a   i n   199 5  a nd  j o i ne d   E & E   E ng g   of   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   P E T R O N A S   ( U T P )   i n  20 01 .   H i s   r e s e a r c h  i nt e r e s t s   a r e   i n   W i r e l e s s   c om m uni c a t i o n   t e c hno l o g i e s ,   D S L   t e c hno l ogy   a nd  r e l a t e d  s i g na l   p r o c e s s i ng ,   s ur f a c e   a c o us t i c   w a v e   de v i c e s .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   2 019   :     15 09   -   15 16   1516       T a l e   S a e i d i  i s   c ur r e n t l y   a   P hD   s t ude n t   i n  t he   E l e c t r i c a l   &   E l e c t r o ni c   de pa r t m e n t ,   U n i v e r s i t i   T e kno l o g i   P E T R O N A S   ( U T P ) ,   M a l a y s i a   a nd  do i ng   r e s e a r c h  a s s i s t a nt s hi p.   H e   r e c e i v e d  h i s   M S   de g r e e   i n  E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   U P M ,   M a l a y s i a   i n  201 4.   H i s   r e s e a r c h  i nt e r e s t s   a r e   i n  U l t r a   W i d e   a n t e nn a   de s i g n   a nd   I m a g i ng .         D r   W o ng   P e ng   W e n  i s   g r a d ua t e d  f r o m   U n i v e r s i t y   of   L e e ds   i n  20 05  w i t h  B E ng   ( 1s t   C l a s s   H o ns . )   de g r e e   i n  E l e c t r i c a l   &   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng .   H e   r e c e i v e d  S w i t c he d  R e l uc t a nc e   D r i v e   A w a r d  i n   E E   E ng i ne e r i ng .   H e   di d  h i s   P hD   s t udy   i n  U ni v e r s i t y   o f   L e e ds ,   U K   f r o m   2007 – 2009 .   D u r i ng   hi s   P hD ,   he   w a s   i nv o l v e d  i n  U K   D T I   f unde d  p r o j e c t ,   de v e l o pi ng   pr o c e s s   d e s i g n  ki t s   f o r   m ul t i l a y e r   s y s t e m - in - pa c ka g e   m o dul e s .   C ur r e n t l y   he   w o r ks   a s   A s s oc i a t e   P r o f e s s o r   i n  U n i v e r s i t i   T e kno l o g i   P e t r o na s   a nd  r e c e i v e d  o ut s t a nd i ng   r e s e a r c he r   a w a r d   i n  20 13 ,   pu bl i c a t i o n  a w a r d  i n  2014   a n d  P o t e n t i a l   A c a de m y   A w a r d  o f   t he   Y e a r   i n  2015 .   H i s   r e s e a r c h  i n t e r e s t s   i nc l u d e   r e c o nf i g ur a bl e   f i l t e r ,   l o s s y   f i l t e r   de s i g n,   m i l l i m e t e r - w a v e   w a v e g ui de   f i l t e r   a nd   p a s s i v e   f i l t e r   m i ni a t u r i z a t i o n   t e c hni qu e s .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.