Ind o n es ian Jou r n al  o f   E le ctric a l E n g in ee r ing   and  C o mp u t er  S c ienc e   V ol . 8 No.  3 Dec em be r   20 17 , p p 6 27   6 30   DO I: 1 0. 11 5 91 / i j ee c s .v 8 . i 3 . pp 62 7 - 63 0           6 27       Rec ei v ed   A ug us 2 , 2 01 7 ;   Rev i s ed   O c to be r   2 7 ,   2 01 7 ;   A c c ep ted   Nov e mb er  1 1 20 17   Yagi - U da  A n te n na f or Na v i gat i o nal  A i d s Usi ng   HFSS         Ramesh.  P . 1 V .M ath iv anan 2   1 Res e a r c h  S c h o l a r,  De p a rt m e n o I n fo r m a ti o n  T e c h n o l o g y A M ET  Un i v e rs i ty Che n n a i .   2 Dep a rt m e n o Co m p u t e r Sc i e n c e ,   ARM  c o l l e g e   o En g i n e e ri n g  a n d  T e c h n o l o g y Ch e n n a i       Ab strac t   In   th i s   p a p e r,  th e   u l tra   h i g h   fre q u e n c y   o y a g i - u d a   a n t e n n a   f o n a v i g a ti o n a l   h a s   b e e n   d e s i g n e d   to   i m p ro v e   th e   u s a b l e   b a n d wid t h   b y   i m p ro v i n g   t h e   s ta b i l i ty   o t h e   ra d i a ti o n   p a tt e r n s .   Th e   fre q u e n c y   b a n d   o f   u l tra   h i g h   fre q u e n c y   i s   3 0 0 - 3 0 0 0   M HZ.  Th e   m a i n   a i m   o t h i s   p a p e r   i s   to   r e d u c e   t h e   l o s s i m p ro v e   t h e   g a i n   a n d   a l s o   to   e n h a n c e   th e   e ff i c i e n c y   o u l tra   h i g h   fre q u e n c y   y a g i - u d a   a n te n n a   fo u ti l i z i n g   t h e   n a v i g a ti o n a l   a i d s Th e  p r o p o s e d  UHF b a n d  o Ya g i - Ud a  a n t e n n a   h a s   b e e n  d e s i g n e d  b y   u s i n g  ANSYS HFSS t o o l  f o r t h e   a p p l i c a t i o n   o n a v i g a ti o n a l   a i d s Th e   c h a ra c te ri s ti c s   s p e c i fi c a ti o n s   o y a g i - u d a   a n te n n a   s u c h   a s   Rad i a ti o n   p a tt e rn S1 1  (re tu r n  l o s s ) i m p e d a n c e  m a t c h i n g  a n d  g a i n   a re  a n a l y z e d  i n  t h i s  wo r k .       Key w ords Ult ra  Hi g h  F re q u e n c y  (UHF),  ANSYS, HFSS  to o l .          Copy righ ©  2 0 1 7   I ns titu t e  o f  Adv a nc e Eng i ne e ring  a nd   Sc ie nc e All  righ t s  re s e rve d.       1.  Int r o d u ctio n   A   s ub s ta nti al   nu m be r   of   r es ea r c ac ti v i ti es   ha v b e en   c on du c ted   on   t he   m att er  of   wi r el es s   c o m m un i c ati on s   t ha ut i l i z es   m i c r ow a v ba nd s T he   v as m aj orit y   of   the   wi r el es s   ne t w ork s   uti l i z e tod a y   are  us i ng   O m ni   di r ec ti on a l   an te nn as In  1 98 9 Y a gi - U da   a nte n na   de s i gn   was   f i r s r ec om m en de b y   Hua ng .T he   a nte nn a   propos e h ad   f ou r   p a tc h es   tha t   w ere   el ec tr om ag ne t i c al l y   c o up l e to  e ac ot he r   T ac hi e v ed   th m ax i m u m   ga i of   dB T hi s   t y p of   de v el op e arr a ng em en h a s   v ari ou s   p oi nts   of   a dv an tag es   ov er  s i n gl m i c r os tr i an t en n as   l i k i nc r ea s ed   g ai an d i r ec t i v i t y A   dri v e pa tc c om p on e nt  an s om pa r as i ti c al l y   c o up l ed   r ef l ec tors  an d d i r ec tor p atc h e l em en t.   T he   na r r o w - ba n a nte n na   of   y ag i - ud ha s   be e d es i gn ed   t op erate   on l y   on   F M   c ha nn e l T he   ga i f or  i ts   s i z es   an d   an   eq ua l l y   n arr o w   m ai l o be   ( b ea m )   are  the   b es i th i s   an te nn a.   T he   y a g i   a nte n na   ha s   b ee n   de s i gn ed   as   pe r   the   de s i gn   s h o w n   be l o c an   c o v er  a   l i n e   of   s i te  di s t an c of   ev e K Ms   wi t j us watt  RF   po wer Nor m al l y   Y ag i   a nte nn c om po s ed   of   on e ref l ec tor ( i n t he  r e ar) , o ne  dri v e n e l em en t a n d o ne   or m ore di r ec tors .   In  th i s   pa pe r t he   u l tr hi gh   f r eq ue nc y   ba n of   y a g i - ud an t en n h as   be en   pr op o s ed   f or  na v i g ati on a l   ai ds .   T he   m ai a i m   of   thi s   w ork   to  i m prov the   ef f i c i en c y   of   the   an t en na .T he   m ai pa r am ete r s  are s - pa r am ete r , return l os s , V S W R an d ra di at i o n p a tte r n.       2.  L it er atu r S u r v e y   [1]   P r es e nte c om pa c y a g i - ud a nte n na   t ac h i e v t he   r a di a ti o p att ern   a nd   a l s o   op ti m i z e to  be   s tr ai gh tf orw ardl y   f ed   b y   50   m i c r os tr i tr an s m i s s i on   l i ne   wi th  a   ba l u n.  In  the   ad d i ti on   of  a  c a v i t y   i s   i nc or po r ate i n t he  ba c k  of  th e s ub s tr ate  t pro v i d l o w l os s , h i gh  ga i n  an be s ef f i c i en c y   i th i s   an t en na In  [2]   ex pl a i n ed   to  i m prov t he   ef f ec ts   o f   at m os ph eric   hu m i di t y   of   the   an te nn a T he   ef f ec of   c ha ng es   i n   r el ati v e   hu m i di t y   was   grea ter  th an   the   po l y i m i d e - c oa te d   pa tc an t en na   de v i s ed   f or  us i an   RF I tag R es on an f r eq ue nc i es   of   an ten n a s   i be t w e en   2 an 37  M H z .   In  [3]   pres en ted   th tr i a ng ul ar  K oc f r ac tal   on   y a gi - u da   an t en n a.  T he   f r eq ue nc y   of   the   an te nn i s   3G H z .T he   s i z of   the   di po l a nte n na   ab ou t   the   m ea di s tan c of   0.5 λ   an i c ou l be  ab l to  s e the   Di r ec t i on   of   be am   ge tti n r e v ers ed i a c ts   l i k ph as s h i f ter.  In  [ 4 - 5]  ex p l ai ne d   the   ho r an t en n h as   a dv a nta g es   to  ac hi ev h i g g ai an l o V S W i the   m m   w av e   ba nd .   T op erate  at  t he  W - ba nd the   m on op o l y a gi - u da   an t en na   w a v e gu i de   p y r am i da l   ho r a nte nn as   are  de s i g ne w i t an   o pt i m u m   s i z 20 x 2 0x 30 m m 3   G en eti c   a l go r i thm s   ba s ed   en h an c ed   K   S tr an ge  p oi nts  c l us ter i ng   al go r i thm  i s  dx pl ai n ed i n [ 7] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N:  25 02 - 4 75 2                    IJE E CS   V ol 8 N o.  3 Dec em be r   2017  :   627     6 30   628   3.  Y agi - Ud A n t enn a  desi g n   T he   m os l um i no us   an te nn de s i gn   i s   y a gi - ud an t en na It  i s   e as y   t c on s tr uc an i t   ha s   hi gh   g ai n great er  tha 10   d B Nor m al l y   i o pe r at es   i the   HF   to  UHF   b an ds   ( ab ou MH z   to  G H z )   i the   y ag i - ud a nte n na s an al s s m al l   ba nd w i dth   n e w   c r y pt og r ap h y   al g orit hm   w i t h   f or  eff ec ti v da ta  c om m un i c ati o i s   di s c us s ed   i [6] T he   de s i g of   y ag i - ud an te n na   i s   s ho w i n   f i gu r 1.  T he  r ad i a ti o n b ou n da r y   of   y ag i - ud a a n ten na   i s  s ho w i f i g ure  2.           F i gu r e 1 De s i gn   of   Y ag i - Ud a A n ten na           F i gu r e 2 Ra di a ti o B ou nd ar y   of   Y a gi - U da   A nt en n a       4.  S i mu latio n  Re sult s   T he   ul tr hi gh   f r eq u en c y   of   y ag i - ud a nte n na   r es ul of   s - pa r am ete r   ( r etu r l os s )   i s   s ho w i f i gu r e 3.  T he   r es ul of   V S W i s   s ho w i n   F i gu r e 4 T he   r es ul of   i m pe da nc an d   r ad i at i o n p att ern  i s  s ho wn i f i gu r e an f i gu r e 6.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJE E CS     IS S N:  2 50 2 - 4 75 2     T i tl e  of   ma n us c r i pt  ( F i r s t A u tho r )   629       F i gu r e   3 .   S - pa r am ete r  ( Ret urn Lo ss)           F i gu r 4.  V S W R           F i gu r 5.  Im pe da nc e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N:  25 02 - 4 75 2                    IJE E CS   V ol 8 N o.  3 Dec em be r   2017  :   627     6 30   630       F i gu r 6.  R ad i ati on   P at tern       5.  Co n clus ion     In  th i s  pa pe r , th e u l tr hi g f r eq ue nc y  of   y a g i - ud a  an te nn ha s  be en   de s i gn e d b y   us i ng   A N S Y S  HF S S   too l  f o r  na v i ga ti on a l  a i ds . T he  f r eq ue nc y  r an ge   of   s - pa r am et er i s  10 . 8 GH z   an d t he  r et urn  l os s  i s   - 36 . 4 3 d B . T he   y a gi - u da   de s i gn   of  V S W R i s  0. 29 38 .T he  m ai n g oa l  of  th i s   de s i g n i s  t o red uc e t h e l os s  an al s i m prov e t h e e f f i c i en c y  f or the  ap pl i c ati on   of  na v i ga t i o na l   ai ds .       Ref er en ce s   [1 ]   He,  Y .,   O a k l e y ,   C.,  Ch a h a l ,   P.,  Al b re c h t,   J  . a n d   Pa p a p o l y m e r o u J .   Ae ro s o l  J e t  Pri n t e d  2 4  G Hz  En d - Fi re  Qua s i - Y a g i - Uda  An te n n a   o n  a  3 - D Pr i n t e d  Ca v i ty  Su b s tr a te In te rn a ti o n a l   Wo rk s h o p  o n  An te n n a   Te c h n o l o g y :  Sm a l l  An te n n a s ,  I n n o v a ti v e  St r u c tu r e s ,  a n d  Ap p l i c a t i o n s  (i W A T) ,   2 0 1 7 .   [2 ]   A l i a k b a ri a n H.,  Ho j j a t,  N.  a n d   L u c a s C.   B e a m  Sh a p i n g   o Y a g i - Uda   A n te n n a  u s i n g  Gen e ti c   Al g o ri t h m .   IEEE .   2 0 1 7 .   [3 ]   Cao X .,  Gon g , Z . Y i , Y .,   W a n g B.a n d   W a n X .   Des i g n  o a   Dua l - Po l a ri z e d  Y a g i - Ud a  An te n n a  f o r  t h e   Pa s s i v e  Ra d a r.   IEEE 2 0 1 6 .   [4 ]   Raj e e v  k u m a r,  N.  a n d  Ra d h a k ri s h n a n R.   D e s i g n  a n d  Si m u l a ti o n   o S Ba n d  T ri a n g u l a r K o c h  F ra c t a l   b a s e d  Y a g i - Uda  A n te n n a .   Wo rk s h o p   o n  Ad v a n c e d  An te n n a  T e c h n o l o g y In d i a n   An te n n a   W e e k   (IAW ) .   2 0 1 6 .   [5 ]   Pa rk D.H.   De s i g n  o f  M i l l i m e t e r - w a v e   M o n o p o l e  Y a g i - Uda  F e d   W a v e g u i d e  Py ra m i d a l   Horn   An te n n a s IEEE .   2 0 1 7 .   [6 ]   G a n e s h   K u m a r,  K.,  Ar i v a z h a g a n D. Ne w  c ry p to g r a p h y  a l g o r i th m  w i th  f o r e ff e c t i v e  d a t a   c o m m u n i c a ti o n .   In d i a n  J o u rn a l  o Sc i e n c e  a n d  T e c h n o l o g y 2 0 1 6 ;   9 ( 4 8 ),  1 0 8 9 7 0 .   [7 ]   J o h n s o n T a n d  S i n g h S.   K G e n e ti c  a l g o ri t h m s  b a s e d  e n h a n c e d  K  Stra n g e   p o i n ts   c l u s te r i n g   a l g o r i th m . In   C o m p u ti n g  a n d  N e tw o rk  Co m m u n i c a t i o n s  (Co C o Net ),  2 0 1 5  I n te rn a ti o n a l  Co n f e re n c e   on .   IEEE.   2 0 1 5 Dec e m b e r 737 - 741 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.