I n d o n e s i a n  J o u r n a l  o E l e c tr i c a l  E n g i n e e r i n g   a n d  C o m p u te r  S c i e n c e   V ol .  8,   N o.   1,  O c t ob er  20 17 ,  pp 6 7 6   D O I :  10. 115 91/ i j eec s . v 8 .i 1 . pp 6 9 - 7 6           69       R ec ei v ed   Ma y   10 ,  201 7 ;  R ev i s ed  A ug us t  1 ,   201 7 ;  A c c ept e A ugus t   17 ,  201 7   A   N e w  Co m p act  CP W - Fe d D u a l - B a nd M on op ol e   A n t e nna  for  R FI D   A p p licat i o n s       Ah m e d  E l  H a m r a o u i * 1 ,  E l   H a s s a n   A b d e l m o u n i m 2 ,  J a m a l  Z b i to u 3 ,   A h m e d  E r rk i k 4 ,   H a m i d  B e n n i s 5 ,  M o h am ed  L at r ach 6   1 ,2 A S T I  Labor a t or y ,  F S T S ,  H as s a n 1 s t  U ni v er s i t y ,  S et t at ,  M or oc c   3 ,4 LM E E T ,  F S T S ,  H as s an  1s t   U ni v er s i t y ,  S et t at ,  M or oc c o   5 T I M  R es ear c h T ea m ,  E S T ,  M oul ay  I s m a i l  U n i v er s i t y ,  M ek ne s ,  M or oc c o   6 M i c ro w a v e  G ro u p ,  ESEO ,  An g e rs ,   F ra n c e   *C or r es po ndi ng a ut hor ,   e - m a i l:   a. el ham r aou i @ uhp. ac . m a       A b st r act     T hi s   paper  pr es ent s   a s t u d y  of  a new  du al - ba nd m on opol ant e nna f e d by  a C o pl anar   W a v e gui d e ( C P W )  l i n e s u i t ab l e f or  R adi F r equ enc y  I d ent i f i c at i on ( R F I D )  app l i c at i ons   es p ec i a l l y  des i gn ed   f or   R F I D   r ea der s   an c ov er i n f r ee   I S M   bands   o f   2. 45G H z   and  5. 8G H z .   T he  pr opo s e a nt enn be nef i t s   f r om  t he  ad v ant age s  of  t h e C P W  l i ne t s i m pl i f y   t he  s t r u c t ur e of  t he  ant enn a i nt s i ng l m et al l i c  l ev el ,   b y   c on s equ ent  m ak i ng i t  ea s i er  f or  i nt e gr at i on w i t h m i c r ow a v e i nt egr at ed c i r c ui t s .  T h e s i m ul at i on of   t h e   ant en na w a s  c ar r i e d ou t  u s i n g  A D S  f r om  A gi l ent  t ec hnol ogi e s  an d C S T  M i c r ow av e S t ud i el ec t r om agn et i c   s ol v er s .  A  go od i m p edan c ba ndw i dt h  of  5 00M H z  i s  ac hi ev e d i n m ea s ur em en t  ( f r om  2. 1G H z  t o 2. 6G H z  f or   t he l ow er  b and) ,  w hi l e t h e u p per  ba nd  c o v er s  80 0M H z  ( f r o m  5. 2G H z  t o 6G H z ) .  D et ai l s   of  t he  pr o pos ed   ant en na d es i gn a nd b ot s i m ul at ed a nd e x p er i m ent a l  r e s ul t s   ar e de s c r i be d an d di s c us s ed.       Ke y w o rd s ant e nna;   R F I D   ( R adi F r eq uen c y   I d ent i f i c at i o n) ;   C opl an ar   w av e gui de  ( C P W )   f e d;   D ual - f r eque nc y   op er at i on;   m on opo l ant e nna          C o p y r i g h t   ©   2 01 7   I n s t i t u t e  o f  A d v a n c e d  E n g i n e e r i n g  a n d   S c i e n c e .  A l l  r i g h t s r es er ved .       1 .  I n tr o d u c ti o n   R F I D   ( r adi f r eque nc y   i d ent i f i c at i on)   i s   t ec hn ol o g y   t hat   i nc or p or at es   t he  us of   el ec t r om agnet i c   or   el ec t r os t at i c   c oup l i ng  i t he  r adi f r eque nc y   ( R F )   por t i on  of   t h e   el ec t r om agnet i c  s pec t r um  t o uni que l y   i de nt i f y  an o bj ec t ,  ani m al ,  or  per s on [ 1 - 2 ]. R F ID  i s co m i n g   i nt i nc r eas i ng  us i i nd us t r y   f or   t r ac eab i l i t y   as   a al t er nat i v t t h bar   c ode  [ 3 ] .   T he  adv ant age  of  R F I D  i s  t hat   i t  does  n ot  r eq ui r e  di r ec t  c on t ac t  or  l i ne - of - s i ght  s c ann i n g.     A n R F I D  s y s t em  c o m pr i s es  t w o c om pone nt s ,  a  R F I D  t r ans p ond er  ( t ag)   an d an   i nt er r o gat or   or  r ea der .  T he  R F I D  i nt er r o gat or   t r ans m i t s  a r ad i o f r equ enc y   i nt er r ogat i on  s i g nal   t hr oug t he  r e ader   an t en n an r ec e i v es   t h bac k s c at t er ed   s i g na l   f r om   t he  ant enna   of   t h i n - f i el d t r ans po nder   w hi c h c o nt ai ns  t h e s t or e d c on t ent s  i n  t he  i n t er n al  m e m or y  of  t he  t ag .  T he   bl oc k  di agr am   of  R F I D  s y s t em  i s  s how i n F i gur 1.           F i gur e 1.   B l oc k  di a gr am  of   R F I D  s y s t em       T he R F I D  t ec hnol o g y  o per at es  i n d i f f er ent  s t andar di z ed un l i c ens e d f r equenc y  b ands .   T he Lo w - f r equenc y  ( LF ,  1 25 1 34 k H z )   and  hi gh - f r equenc y  ( H F ,  13. 56  MH z )   app l i c at i ons  ar e   m o s t   m at ur ed  and   w or l d w i de  ac c ept e d.  T hes ap pl i c a t i o ns   ar e b as ed o m agnet i c  f i el d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :   25 02 - 4 752                    I J E EC S   V o l.   8 N o.   1 O c t o ber   20 17  :   69     76   70   c oupl i ng  be t w ee n t he r e a der ' s  and  t ag' s  c o i l s .   R F I D  s y s t em s  at  U l t r a - h i gh f r eque nc y  ( U H F ,   860 960   MH z )   and   m i c r o w av ( 2. G H z   a nd   5. 2   G H z )   i nv ol v e   e l ec t r om agnet i c   c ou pl i n g   bet w e en  ant e nnas   and  es t abl i s hi ng a  c om m uni c at i on  l i nk  at  l ong er  d i s t anc e [ 4] .   A na l o gous  t w i r e l es s  c om m uni c at i on an d per s ona l  ar ea net w or k  t ec hnol og y ,  t he   m ul t i - s t andar d c apa bi l i t y ,   hi g h  dat a  per f or m anc e,  s ec ur i t y   pr ot oc o l s  an d c om pac t  pr of i l e ar bec om i ng  ob v i ous   ex pec t at i ons   of   t he  us er s   of   R F I D   d ev i c es   [ 5] .   I n   or d er   t o   r edu c t he   o v er a l l   s i z e of  t he han dhe l d R F I D  r eader s ,  t he ne ed t o r educ e t he s i z e of  t he ant enna i s  h i gh l y   es s ent i a l  [ 6 - 9] .   B ut  r e duc i n g t he  s i z e of  ant enn a l i m i t s  i t s  per f or m anc es .   Man y   c om pac t   pr i nt e m onopol a nt e nnas   w er m anuf ac t ur ed  f or   dual   ban d   app l i c at i ons   and r epor t e d i n t he  l i t er at ur e.  F or  ex am pl e t he s y m m et r i c al  L - s t r i ps  and s q uar e - s lo t   t ec hni ques   w er pr o pos ed  t ac hi ev m ul t i ba nd  b eh a v i or   [ 10] .   A   t r i pl e - ban a nt e nna  w i t t hr ee   s im p le  c ir c u la r - ar c - s haped  s t r i ps   w as  c r eat e d f or   W i M A X  and   W LA N  appl i c at i ons  [ 11 ] .  T he   w hol di m ens i ons   of   ant en nas   ar l ar ge  t hr e e - di m ens i on al   s i z i [ 1 2] ,   w hi c p o s s i bl y   l i m i t   t he  i nt e gr at i on  s i z e   of   t he  w i r el es s   c o m m uni c at i on  de v i c e s   and  i m pac t   t he  por t a bl c har ac t er i s t i c s .   A  pr i n t ed d i p ol e [ 13]   w i t h e t c hed r ec t ang l e a per t ur es  on s ur f ac e has  r epor t ed t o h av dua l - ba nd   c har ac t er i s t i c s ;   but  i t  s uf f er s  m os t l y   i n  t h e c o ns i s t enc y  of  t he  r ad i at i o n p at t er ns  A gai n,   t hes e  ar e   m o s t l y  d oub l e s i de d p l an ar   ant e nnas .     I t hi s   pap er ,   w pr opos a   new   d es i g of   c o m pac t   dua l - ban m onopol an t en n f ed   b y  a C P W  l i ne ( s ee F i g ur e   2) .  T he pr opos ed an t en na i s  par t i c ul ar l y  s i m pl e i n   m anuf ac t ur i ng   o w i n g t o i t s  s i ng l e d i e l e c t r i c  and s i ngl e m et al  l a y e r .  I n t h i s  s t ud y ,  s e v er al  des i gns  ar i n v es t i gat e b y   s i m ul at i o n,   and  t he  c har ac t er i s t i c s   of   t he  r et ur l os s   an r ad i at i o pat t er ns   ar e   an a l y z e d an d d i s c us s ed.       2.   A n t en n a D esi g n   F i gur 2 s ho w s  t he  geom et r y  of  t he  pr opos e d a nt en na.         F i gur e 2.   G e om et r y  of  t h e p r opos ed  ant enn a       T he dual - ban d m onopol e a nt en na c ons i s t s  of  t w o m on opo l es  w i t h d i f f er ent  l engt h s .   T he  l on ger  on e ( i . e. ,  M ono po l 1)  i s  f or  a l o w er  f r eque nc y   band  w hi l t he s h or t er  on ( i . e. ,   Mon opo l e   2)   i s   d om i nant   at   t he  hi gh er   f r equenc y .  T he t w m onopo l es   ar c om bi ne a t   t hei r   l o w er   e nds   and f ed b y  a C P W   f ed l i ne.  B y  f ol di n g t he  l on ger  m onop ol e,  r es ona nc e i s  ac h i e v ed at  m uc l o we r   f r eque nc y  t ha n i n t h e c as e of  a s t r ai ght   m ono pol e of  t he s a m e hei gh t .  B y   w i d en i ng t he  w i dt of   t h s hor t er  m onopo l w i t a   c i r c ul ar   s ha pe  w m a k i m pr ov i ng   t he  b and w i dt h   per f or m anc e of  t he s ec ond   f r equenc y  b an d.   5 0 - C P W   t r ans m i s s i on  l i n e,   ha v i ng  s t r i c ond uc t or   of   w i dt G   an g ap  of   di s t anc e   S ,   i s  us e d t o f eed t he  a nt enna  [ 14 - 1 5] .  I t he  des i g n,   t w f i n i t e gr oun pl anes  w i t h t he  s am di m ens i ons  of  l engt Lg  an w i dt h   W g ar e s y m m et r i c al l y  o n e ac h s i de  of  t he  C P W   f eed l i ne.  B y   s el ec t i ng a  pr oper  l e ngt of  t he  gr o und  p l an e,   i t   i s  f oun d t h at  t he  f i r s t  t w o r es o nan t  m odes  of  t he   pr opos e d an t en na c an  be  e x c i t ed  w i t goo d i nput  i m pedanc e m at c hi ng .     T he  f i r s t   r es onanc f r eque nc y   f of   t he  pr i nt ed  m ono pol ant enn dep ends   o t he  t ot a l   l en gt h ( L2 + L3 + L4)  and i t  i s   c hos en t o ha v e a f r equenc y  b and c en t er ed at  2 . 45 G H z .  T he   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E EC S     IS S N 2 502 - 4 752     A  N ew  C o mpac t  C P W - F ed D ual - B an d Mono po l A nt e nna f or  R F I D  ( A h med  E l   H amr ao ui )   71   s ec ond r es on ant  f r equ enc y  f 2 depe nds  on  t he  t ot a l   l en gt h L 1 a nd i t  i s  c hos e n t o  b e c ent er e d at   5. 8 G H z .   W i t hout  t he el em ent  of  l en gt h ( L 2+ L3 + L4) ,  t he ant enn a i s  f ound t o be r es onat e on l y   at   one r es o na nt  f r eque nc y  c l o s e t o f 2= 5. 8 G H z ,   w her eas  b y   i nc l ud i n g t h i s  e l em ent  i n t he  r ad i at i ng   m onopol e,  t h e f i r s t  r es onant  f r equenc y  i s  obt ai ned.   B y  pr o per l y  t un i n g t he d i m ens i o ns  of  t he  ant e nna,   w e c a n f i x  t he  ant enna  r es ona nc e at  2. 4 5 G H z  a nd  5. 8 G H z  r es p ec t i v e l y.   T he l engt h of  eac h  el em ent  i s  pr op or t i o na l  t t he  gu i de w a v e l en gt as  f ol l o w s :     re k k e λ λ 0 g i . . = L =     W he r e   i s   t he  w a v e l en gt o f   f or   f i f r ee  s pac e,   i s   t he  ef f ec t i v di e l ec t r i c   p er m i t t i v i t y   and  i = 1,  2 .   F r o m  t he obt ai ned  r es ul t s   i t  d em ons t r at ed  t ha t  t h e f i r s t  r es onant   pat h h as  a l en gt h of   abou t  27  m m   ( L 2 +L 3 +L 4 )  or   about   0. 36  w a v e l en gt h r e l at i v e t t h e f r equenc y  of  2. 45 G H z ,   a nd   t he l e ngt h of  t he s ec ond r es onan t  pat h i s  4. 2 m m ,   w hi c h i s  0. 13  w a v e l en gt at  t he r es on an t   f r equenc y  of  5. 8 G H z .     T he f i nal   opt i m i z ed  di m en s i ons  of  t h ant e nn a t hr ou gh  E M  s i m ul at i o ns  ar e  as   f ol l o w :   gr oun d pl an e l engt h L g= 13. 8 m m ,  gr ound  pl a ne  w i dt W g= 12. m m ,   f eed - l i ne   w i dt h  G = 3. 8  mm ,   s pac i ng b et w e en gr o und  pl a ne an d f eed l en gt S = 0. 5 m m .   T ot al  v o l um e of  t he pr opos e d   ant e nna  i s   3 4x 30. 6x 1 . m m 3,   and  d i m ens i ons   of   t he  pr opos e a nt e nna   a c c or di ng  t t h e     F i gur e   2 ar e s ho w n  i n  T abl e 1.       T abl e 1.  D i m ens i on of  t h P r opos e d A nt e nna  ( un i t  i m m )   P ar a m et er   V al ue ( m m )   Ls ub   34   W su b   30. 6   Lg   13. 8   Wg   12. 9   L1   4. 2   L2   14   L3   7   L4   3   F   1. 8   W   3   G   3. 8   S   0. 5       3 .  S i m u l a ti o n  R e s u l ts  a n d  D i s c u s s i o n   T he ai m  o f  t hi s  s t ud y   i s  t des i g n a n e w  c om pac t  ant enna s t r uc t ur e f or  dual - ban d R F I D   app l i c at i ons .   T he  des i g ev o l ut i o of   t he  pr opos ed   ant enn i s   pr es ent e i n   F i gur e. t h e   c onc ept i on  of  t he pl anar   ant e nna  w i t h du al  f r eque nc y   oper a t i on c apa bi l i t i es  i s  due t o t he   m ul t i pl r es o na nc es   i nt r o d uc ed  b y   t he  c om bi nat i on   opt i m i z a t i on  of   t h ge o m et r y   ant enn a,   l en gt of  t he t w o m onopol e s  and C P W - f eed l i ne  di m ens i ons .           F i gur e 3.   D es i gn  e v ol ut i on   of  t he pr op os ed  ant enn a     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :   25 02 - 4 752                    I J E EC S   V o l.   8 N o.   1 O c t o ber   20 17  :   69     76   72   T he ai m  o f  t hi s  s t ud y   i s  t des i g n a n e w  c om pac t  ant enna s t r uc t ur e f or  dual - ban d R F I D   app l i c at i ons .   T he  des i gn   ev o l ut i o of   t h pr opos e d   ant enn i s   pr es e nt ed   i n   F i g ur t he   c onc ept i on of  t he pl anar   ant e nna  w i t h du al  f r eque nc y   oper a t i on c apa bi l i t i es  i s  due t o t he   m ul t i pl r es o na nc es   i nt r o d uc ed  b y   t he  c om bi nat i on   opt i m i z a t i on  of   t h ge o m et r y   ant enn a,   l en gt of  t he t w o m onopol e s  and C P W - f eed l i ne  di m ens i ons .   F i gur 4 s ho w s  t he  s i m ul at ed  r et ur n l os s es   f or   s uc c e s s i v e c as es   of   t he  c onc ep t i on of   t he  f i n al   dua l - ba nd  ant enn a.  F r om  F i gur 3,   w e c an   c l ear l y  s e e t h at  t he  pr op os ed a nt e nna   i s   des i g ned t hr ou gh t hr e e s t e ps .  F i r s t l y ,   w e s t ar t   w i t a s t r ai gh t  r ec t an gul ar  m onopol e ( F i g ur 3. D - 1) .  S ec o nd l y   b y  f o l di ng t he  m onopol e t he  di m ens i on  of  t he a nt e nna   w as  r ed uc ed ( F i g ur 3. D - 2) .   A t  t h e en d,  t h e f i na l  du al - band  ant enn a i s  ac h i e v e d  b y   i ns er t i ng  a s ec ond m onopo l e ( F i g ur e   3. D - 3) .  T hus ,  t he m at c hi ng i n put  i m peda nc e of  t he f i nal  a nt e nna s t r uc t ur e i s  ac hi e v e r es pec t i v el y  i n   f r equenc y  bands   - 2. 45G H z  an d   5. 8G H z   w i t h  a  r et ur n  l os s  l es s  t ha - 1 0 dB .   F i gur 4 s ho w s  t he s i m ul at ed r et ur n l os s  f or  eac h des i gn.   T o s t ud y  t he  i nf l u enc of  di f f er ent  par am et er s  of  t he  pr opos ed  ant enn w h i c h af f ec t  t he  dua l - ban d p er f or m anc es ,  C S T  s i m ul at i o n s of t w ar e h as  bee n ap pl i ed  t gu i de  t hi s   des i g n [ 1 6] .   F i gur e   5 s h o w s  t he s i m ul at ed r ef l ec t i on c oef f i c i ent   of  t he ant e nna as  a f unc t i on of   f r equenc y   f or   t he  di f f er ent   v a l ues   of   t he  l engt of   t he  f i r s t   m onopol L 2   w hi l ot h er   par am et er s   ar e f i x ed.  T he c ent er  f r equenc y  of  t he f i r s t  ban d dec r e as es  w i t h t he i nc r eas e of  L 2 ,  w her e as  t he   s ec ond b and r em ai ns  c ons t ant .             F i gur e 4.   T he r et ur n l os s  v s  f r equenc y   of  t he   pr op os ed  ant enn a f or  di f f er ent   ca se on C S T     F i gur e 5.   S i m ul at e d r ef l ec t i on   c oef f i c i ent   of  t he pr op os ed  dua l  b and   ant e nna w i t h   v ar i ed ( L 2 )  w hi l e ot h er   par a m et er s   f i x ed       F i gur 6,   i l l us t r at es   t he  s i m ul at ed  r ef l ec t i on  c oef f i c i e nt   c ur v es   w i t v ar i ed  l e ngt of   t he  s ec ond  m onopol L 1 .   A s   c an  be  s e en  f r om   F i gur 5,   t he  c ent er   f r equenc y   of   t he   s ec ond  ba nd   d ec r eas es   w i t h t he   i nc r eas e of  L 1 .   F i gur e   7   s h o w s  t he s i m ul at ed r ef l ec t i on c oef f i c i ent   of  t he ant e nna as  a f unc t i on of   f r equenc y  f or  t he di f f er ent  v al u es  of  Lg w h i l ot her  p ar am et er s  ar f i x ed.  I t  c an be  s een f r o m  t he   F i gur t h at   t he  l en gt of   Lg  per m i t s   t obt ai goo i m pedanc m at c hi ng  at   bot o per at i ng   f r equenc i es .             F i gur e 6.   S i m ul at e d r ef l ec t i on c oef f i c i ent   of  t he  pr opos e d du al   ban d a nt e nn w i t v ar i ed ( L 1 w hi l e o t her   par am et er s  f i x ed     F i gur e 7.   S i m ul at e d r ef l ec t i on c oef f i c i ent   of  t he  pr opos e d du al   ban d a nt e nn w i t v ar i ed ( L g)   w hi l e o t her   par am et er s  f i x ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E EC S     IS S N 2 502 - 4 752     A  N ew  C o mpac t  C P W - F ed D ual - B an d Mono po l A nt e nna f or  R F I D  ( A h med  E l   H amr ao ui )   73   I n or d er  t o  c om par e t he   r es ul t s  i n F i gur e   3,   e l ec t r om agnet i c   s ol v er  A D S  s o f t w ar " A dv anc ed  D es i g S y s t em "   [ 17]   i s   us ed.   F i gur e   s ho w s   c om par i s on  of   t he  s i m ul at ed  r et ur n   l os s  v er s us  f r eque nc y  f or  t h e pr op os ed  ant e nna  us i n C S T  and  A D S .           F i gur e 8.   C om par i s on of  s i m ul at ed r et ur n  l os s  S 11 f or  t he  pr opos e d d ual - ban d an t enn a us i ng  C S T  and  A D S       W e  c an obs er v e a  d i f f er e nc e i n r et ur l os s  obt ai ne w i t h C S T  and  A D S   du e  t o t he   t ec hni que  of  c al c u l at i o us ed  i n  eac h  s i m ul at i on s of t w ar e.  C S T  i s  3D   E M s i m ul at or  bas e d u po n   F i ni t e I nt e gr at i on T ec hn i qu e ( F I T )  w h i l A D S  i s   2D   E M s i m ul at or  b as ed  upo t he  Met hod  of   Mom ent  ( MoM) .   F or   r ef l ec t i on  c oef f i c i ent   l es s   t han  - 1 d B ,   w c an  d educ t hat   t he  ant enn o p er at es   i n t w o f r equenc y   ban ds  ( 2. 35 2 . 74 G H z )  a nd ( 5. 2 6. 5  G H z ) .  T he  m ax i m u m   r ef l ec t i on c oef f i c i en t   of   - 14. 5dB  a nd  - 26. 7d B  i s  obt ai ne d at  t he r es o nant  f r equenc i es  of  2. 45 G H z  and 5. 8 G H z   r es pec t i v el y .   T he 2D  r ad i at i on pat t er n i s  g i v en b y  F i g ur e   9 i n t h e E - p l an e,   w h i c h s ho w s  a s t abl e   and bi - d i r ec t i o na l  r ad i at i o pat t er n  f or  t he t w o r es on ant  f r equenc y   ban ds .   T he 2D  r adi a t i on pat t er i s  gi v en b y   F i g ur e   1 0 i n t h e H - pl an e.           ( a)   ( b)   F i gur e 9.   2 D  r ad i at i on  pat t e r n i E - pl an e f or  t he d es i g n ed s t r uc t ur at  r es on ant  f r e quenc y ,  f or   ( a)  2. 45 G H z   and ( b)  5. 8 G H z           ( a)   ( b)   F i gur e 10.   2D  r a di a t i o n p at t er n i n  H pl a ne  f or  t he  des i gned  s t r uc t ur e at  r es ona nt  f r eque nc y ,  f or   ( a)  2. 45 G H z   and ( b)  5. 8 G H z   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :   25 02 - 4 752                    I J E EC S   V o l.   8 N o.   1 O c t o ber   20 17  :   69     76   74   I n or der  t o c om pl et e t he  s t ud y  of  t he pr o pos ed a n t enn a a c al c ul at i on of  t he  gai n   v ar i at i on  ov er   t he  oper a t i n f r equenc y   ban i s   per f or m ed  t hr ough   t h F ar   F i e l d   b y   us i n C ST - M W   at   2. 45  G H z   and  5. G H z .   T he  gr ap r es ul t   i F i gur e   11  s h o w s   t h at   t he  pr o pos ed  a nt e nna   pr ov i des   a pe ak  gai at  2. 4 5 G H z   ar oun d 1. 36  dB   and   a pe ak  gai n a t  5. 8 G H z  ar o und  2. dB .           F i gur e 11.   S i m ul at ed a nt e n na g ai n  v s  f r eque nc y       4.   M easu r em en t  R esu l t an d  D i scu ssi o n   A f t er  t he c onc ept i on a nd o pt i m i z at i on of  t he du al - b an d ant e nna b y  us i n g A D S  an d C S T ,   t he  pr ot ot y p of   t he   i n v es t i gat e an t en na  w as   f abr i c at ed  o F R s u bs t r at us i n g   t he  C hem i c al   et c hi n m ac hi ne,  t h en  m eas ur ed t v er i f y   t he  per f or m anc e   of   t he  r es ul t s   obt a i ne d f r o m   s i m ul at i on.  T he phot ogr a ph  of  t he f abr i c at e d m ono po l e  ant e nna  i s  g i v en  i n F i gur 12.           F i gur e 12.   P h ot o gr aph  of  t h e   f abr i c at ed  s t r uc t ur e       T he  r et ur l os s   w as   m eas ur ed  b y   us i ng  V ec t or i al   N et w or k   A nal y z er   ( V N A )   P N A - X   f r om   A gi l e nt  T ec hnol o gi es .   T h e k i t  of  c al i br at i on us e d  i s  3. 5 m m   f r o m  A gi l ent  T ec hnol ogi es   c o m pos ed f r om  O pen,  S h o r t  and  Lo ad c om pone nt s ;   l o s s es  i n t h di f f er ent  t r ans i t i ons   ar e  t ak en  in t o   ac c ount   ( F i gur 13) .           F i gur e 13.   C al i br a t i o n K i t  3. m m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E EC S     IS S N 2 502 - 4 752     A  N ew  C o mpac t  C P W - F ed D ual - B an d Mono po l A nt e nna f or  R F I D  ( A h med  E l   H amr ao ui )   75   A f t er  t he  c al i br at i o n,  t he r e t ur n l os s  f or  t he  ac hi ev ed  a nt en na  as  s ho w i n t he F i g ur e   1 i s  t es t e d.  I n t he  s am e t i m e,  bot h  t h e s i m ul at i ons   on  A D S  a nd  C S T   w i t h m eas ur em ent  r es u l t s   ar e   c o m par ed.           F i gur e 14.   C om par i s on of  s i m ul at ed  and m eas ur ed r et ur n l os s       S m al l  di s c r ep anc i es   bet w e en t h e m eas ur ed an d s i m ul at ed r es ul t s  ar e obs er v e d,   due t c abl ef f ec t s ,  S MA  c on nec t or  and f abr i c at i on  i m per f ec t i on.   T he  s i m ul at e i m pedanc e   band w i d t ( f or   r et ur l os s   l es s   t han  210   d B )   i s   r eac h i ng  50 MH z  ( 2. 1 2. 6 G H z )  a nd  80 0 MH z  ( 5. 2 6G H z ) ,  s i m ul t a neous l y .   T he r adi at i on  pat t er ns   w er e  m eas ur ed i n a nec ho i c  c ha m ber  as  s how i n F i gur 1 5.               (a ( F 1= 2. 45G H z )   (b ( F 2= 5. 8G H z )   F i gur e 16.   Me as ur ed r a di a t i on p at t er at  2 . 45G H z   and  5. 8G H z  i n t h E - pl an e               (a ( F 1= 2. 45G H z )   (b ( F 2= 5. 8G H z )   F i gur e 17.   Me as ur ed r a di a t i on p at t er at  2 . 45G H z   and  5. 8G H z  i n t h e H - pl a ne       T he pr opos ed  ant e nna  ha s  an ac c ept a bl e qu as i  om ni d i r ec t i ona l  an d s t ab l e r a di at i o n   pat t er n  r equ i r ed  t o r ec e i v i nf or m at i on  s ig n a l.   T he f ol l o w i ng t ab l e s um s  up t h e a dv ant ages  of  t h e  pr opos e d a nt en na c om pa r ed t ot her   ant e nnas   pr op os ed   i t he  l i t er at ur e.   I t   c an  be  s ee t h at   t he  pr opos ed  a nt e nna  i s   s i gni f i c an t l y  s m al l er ,  of f er s  an i m por t ant  band w i dt h and a g ood  gai n c o m par ed t o i t di m ens i ons .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :   25 02 - 4 752                    I J E EC S   V o l.   8 N o.   1 O c t o ber   20 17  :   69     76   76   5 .  C o n c l u s i o n   I t hi s   s t ud y ,   w h av per f or m ed  t he  des i gn  a nd  t he  s i m ul at i on  of   ne w   l o w   c o s t   dual   band  m onopo l a nt en na  w i t 50  O hm   C P W   F ed.   T h i s   v al i d at e ant e nna  i s   s ui t abl f or   R F I D   app l i c at i ons   w hi c h  c an  be  us ed  i n t he r e l e as ed f r equ enc y   ban d 2. 45 G H z   and   5. 8 G H z .  T he   good  agr e em ent  bet w een  s i m ul at i o n an d m eas ur em en t  r es ul t s   v a l i d at e  t h i s  ant en na t o  be  us e d   f or  c o m pac t  R F I D  han dhe l d  r eader  f or  d u al - b and op er a t i on .       A c k n o w l e d g e m e n t   W e  t han k  Mr .  Moham ed LA T R A C H  P r of es s or  i n E S E O ,  E ng i ne er i n g I ns t i t u t e i A nger s ,   F r anc e f or  al l o w i ng  us  t o us e al l  t he  i ns t r um ent s  and s o l v er s  av a i l ab l i hi s  l ab or a t or y .       R ef er en ces   [1   F i nk enz el l er  K .   R F I D  H andbo ok :  F un dam ent a l s  an d A ppl i c at i on s  i n C ont a c t l es s  S m ar t   C ar ds  and   I dent i f i c at i on,  3r d E d i t i o n,  J oh W i l ey  and S ons   I nc ,  N ew  Y o r k ,  20 10.     [2   K ons t a nt i nos  D om d ouz i s ,  B i m al  K um ar ,  C h im a y  A n um ba .   R adi o - F r eq uen c y  I den t i f i c at i on ( R F I D )   appl i c at i on s:   A  br i ef  i nt r odu c t i o n .   2006 E l s ev i er   Lt d.  A dv an c e d E ngi n eer i n g I nf or m at i c s  21 .   2007 :   35 0 355.   [3   C hen Y N ,  F an g   F ,   Di n g D H ,   Z hu X H ,  Y ang Y K .   O r gani c  R F I D  B as e d on  T r ac ea bi l i ty  S y s te m  o f R i c e   S uppl y  C ha i n T E LK O M N I K A  I ndone s i an J our n al  o f  E l e c t r i c al  E ng i n eer i ng .  2 014;  12( 5 ) :  37 6 9 - 3776 .   [4   D om i n i que P ar et ,   R f i d E n U l t r a E t  S uper  H au t es  F r équ en c es  U hf - Sh f ,  T héor i e et  m i s e  en oeuv r e,   D unod,  2008 .     [5   M   N as er ,  I   A l dm our ,  R   B u di ar t o,  P   P e ri s - Lopez .   S LR V :   A n R F I D  M ut ual  A ut h ent i c at i on P r ot o c o l   C onf or m i ng  t o E P C  G en er at i o n - 2 S t an dar d T EL KO M N I KA .   2015 ;  13( 3) :   10 54 - 10 61.   [6   F os t er   P ,   R   Bu e b e rry .   A nt en n a pr ob l em s  i n R F I D  s y s t em s .   I E E  C ol l .   on R F I D  T e c h nol o gy .   3 /1 3 /5 1999.     [7   C   G ues m i ,  A   F er c h i c hi ,  A   G h a r s al l ah .   A   M odi f i ed F r a c t a l  B ow   T i e A nt enna f or  an R F I D  R eader .   I nt er na t i o nal   J our nal   of  E l ec t r i c al   and C om p ut er  E n gi n eer i ng  ( I J E C E ) .   2 014;   4 ( 3 ):   441 - 446.   [8   H at t an F   A bu t ar b ous h,  H   N a s i f, R   N i l av al an ,   S W   C heu ng .   M ul t i band  and W i d eb an M o nopol e   A nt enn a f or  G S M 900 and O t her   W i r el es s  A ppl i c at i on s .   I E E E  A nt enna s   a nd  W i r e l e s s   P r opaga t i on   Let t er s .   2 012 ; 1 1 .   [9   P   M i huł ow i c z ,   D   K aw al ec ,   M   W ę gl ar s k i .   T he I dea  of  E nh anc i ng D i r e c t i ona l  E ner gy  R a di at i on by  a   P has e A nt enn A r r ay   i U H F   RF I S y s t e m .   I nt l   J o ur nal   o f   E l ec t r oni c s   a n T el e c om m uni c at i o ns .   2016 ;   62 ( 2 ):   1 15 - 120 .   [1 0   Z hai   H ,   Ma   Z ,   Ha n   Y ,   Li ang   C .   A  c om p ac t  pr i nt ed  ant enn a f or  t r i p l e - b and   W L A N / W i M A X   appl i c at i on s .   I E E E  A nt en nas   W i r e l .  P r o pag.  Let t .   201 3 :   65 68.   [1 1   Pe i   J ,   W an g   A G ,   G a o   S ,   L eng   W .   M i ni at ur i z ed t r i pl e - ban d ant en na w i t h a def e c t e d gr ou nd pl a ne f o r   W L A N / W i M A X  appl i c at i ons .   I E E E   A nt enn as  W i r e l .   P r op ag.  L et t 20 11 :   298 - 301.   [1 2   H uang   C Y ,   Yu   E Z A .   S l ot - m on opol ant e nna  f or   d ua l - b and W L A N  appl i c at i o ns .   I EEE  A n t enna s  W i r e l .   P r opag.  Let t .   20 11 ;  10 :   50 0 - 50 2.   [1 3   Q Q   He ,  B Z   W ang ,   J   He .   W i deba nd an d D ual - B and D e s i gn of  a P r i n t ed D i pol e A nt e nna .   I EEE   A nt enn as  and W i r el es s   P r op a g.   Let t .   20 08;   7 :   1 - 4 .   [1 4   A   B al an i s ,  A nt en na T heor y  A n al y s i s  and  D es i gn,   2nd  edi t i on   ( J ohn   W i l ey  &  S on s ,  I n c . ,   200 3) .   [1 5   S i m o ns   R N .   C op l an ar   W a v eg u i de  C i r c ui t s ,   C o m p onen t s  and S y s t em s .   W ile y - I nt er s c i en c e,  2001.     [1 6   C S T  S t udi o S ui t e v er s i on 2 01 0 :  ht t p: / / w w w . c s t . c om / C ont e nt / P r odu c t s / D S / O v er v i ew . as px   [1 7   A dv anc ed  D es i gn S y s t em  ( A D S ) : h ttp : //w w w .h o m e .a g i l e n t. c o m /a g i l e n t/h o m e . j s p .   [1 8   Y   S eo,  J   J ung,  H   Lee,   Y   Li m M odi f i ed D ual  M onopol e A nt enna  f or   W l a O per at i on Mi c r o w a v a nd  O pt i c a l  T e c hn ol og y  L et t er s .   200 0 ;   53 ( 12) .   [1 9   J   W en W u,   Y   D e r  W ang ,   H   M i ng  H s i ao,   J   H an Lu .   T - S h aped   M onopol A nt en na  w i t h   S hor t e L - S haped S t r i p - S l eev es   f o r  W lan   2. 4/ 5. 8 - G H O per at i on .   M i c r ow av a nd O pt i c al  T ec h nol o gy  Let t er s 2005 46( 1 ).   [2 0   H   M i ng H s i ao,  J   H an  Lu,   J   W en W u .   Y - SH APED   M onopol e  A nt en na  w i t h D u al - B r o adba n d O per at i on   f o r   W lan .   M i c r ow av a n d O pt i c al  T e c hn ol o gy  L et t er s .   2 006 ;  4 8 (8 ).   [2 1   T   y ang,  G   w en,  G   j i ns ong ,   F   x i aoguo .   C om p ac t  m ul t i - ba nd pr i n t ed a nt en na w i t h m ul t i - t r i an gul ar   gr ound  pl a ne  f or   W L A N /   W i M A X / R F I D   appl i c a t i o ns .   I nt er n at i ona l  J o ur na l  of  M i c r ow av e an W i r e l es s   T ec h nol o gi e s .  C a m br i dge U ni v er s i t y  P r es s  an d t h e E ur o pea n M i c r ow av e A s s oc i at i o n .   2 014 .   [2 2   M   Ih a m j i , E l h   A bd el m oun i m ,  H   B enni s ,   M   H ef naw i ,  M   Lat r ac h .   D es i gn o f  C om pac t  T r i - B and F r a c t al  A nt enn a f or  R F I D  R e ader s .  I nt er nat i on al   J our n al  o f  E l e c t r i c al   and C om pu t er  E ng i ne er i n g ( I J E C E ) .   2017 ;  7( 4) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.