I n d on e s i an   Jo u r n al   o 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 .   1 5 ,   N o .   2 A ugus t   20 1 9 ,   pp .   942 ~ 949   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 5 .i 2 . pp 942 - 949             942       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   s t u d y   o f   d i st i l l e d   w a t e r   a n d   z a m z a m   w a t e r   a d i e l e c r i c   d e n s e   p a t c h   a n t e n n a   a t   5   GH z       N.   H .   M o k tar 1 ,   W.   I .   R o s e l i 2 ,   M.   T .   A l i 3 ,   R .   A .   A w an g 4   1, 2 E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   D e pa r t m e nt ,   P o l i t e kn i k   S u l t a n   I dr i s   S ha h,   M a l a y s i a   3 , 4 A nt e nna   R e s e a r c h   C e n t r e ,   F a c u l t y   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a r a ,   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   O c t   6 ,   2018   R e v i s e J a n   2 1,   201 9   A c c e pt e M a r   2,   201 9       T hi s   pa pe r   w a s   pe r f o r m e i o r de r   t o   s t udy   a bo ut   di s t i l l e w a t e r   a n z a m z a m   w a t e r   wh i c a c t   a s   d i e l e c t r i c   de ns e   ( D D )   p a t c a nt e nn a   a t   G hz   a p pl i c a t i o ns .   T hi s   a n t e n na   i s   pr o po s e a nd  de s i g ne us i ng   F R - s ub s t r a t e   t h a t   s a ndw i c he d   t o g e t he r   t o   pe r f o r m   D D   s t r uc t u r e .   T he   pr o po s e a nt e nn a s   e m pl oy   s i m pl e   r e c t a ng u l a r   s t r uc t ur e   t h a t   f e w i t i n s e t   f e e de r   s ur r o und  by   e l e c t r o m a g ne t i c   ba ndg a ( E B G )   s t r uc t u r e . I o r de r   t o o   e nha nc e   t he   g a i n ,   s upe r s t r a t e   i s   a ppl i e o t o of   t he   a nt e nna .   T hi s   a nt e nn a   o f f e r s   a   w i de b a nd  r e t ur l o s s   o f   m o r e   t ha - 10 dB   be t w e e 4 . 41 - 5. 5 2G h z   ( a r o un 22 . 2% )   w hi c h   c a be   a pp l i e d   i 5   G hz   a p pl i c a t i o ns .   D e t a i l s   o f   D D   w a t e r   a nt e nn a   o f   c e nt e r   f r e qu e nc y   f o r   G hz   i s   p r e s e n t e d   a n d i s c u s s e d.   Ke y w or d s :   D i e l e c t r i c   de n s e   (D D )   E l e c t r o m a g n e t i c   b a ndga p   (E B G )   FR - s ub s t r a t e   Z a m z a m   w a t e r   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e 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 :   N .   H .   M o kt a r   E l e c t r i c a l   E n gi n e e r i n g   D e pa rt m e n t ,     P o l i t e kni S u l t a n   Id r i s   S h a h,   M a l a y s i a .   E m a i l   :   s uk m a 13@ y a h o o . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     M i c r o s t r i p   a nt e nna   w a s   f o c us e be c a us e   of   s e ve r a l   a dv a n t a ge s   c o m pa r e t o   c o n v e n t i o n a l   a n t e nna .   T h e   a dv a n t a ge s   i n c l ude s   l o w   vo l um e ,   l i g ht   w e i ght ,   l o w   c os t   of   f a b r i c a t i o n,   du a l   f r e que n c y   a n du a l   po l a ri z a t i o n   a nt e nn a   c a n   b e   e a s i l y   m a de ,   s i m pl e   f e e fo r   l i n e a r   a n c i r c ul a r   po l a ri z a t i o n s ,   f e e l i n e s   a n d   m a t c hi n n e t w o r ks   c a n   b e   f a b r i c a t e w i t h   a nt e nn a   s t r uc t u r e   [1 - 5].   H ow e v e r ,   m i c r o s t r i a n t e nna   a l s o   f a c i n s o m e   l i m i t a t i o n s   c o m pa r e   t o   c o n v e n t i o na l   a nt e nn a s .   T h e   l i m i t a t i o n s   i n c l u de   na rr o w   b a n dw i dt h ,   l o w e r   ga i n,   hi g m e t a l l i c   l o s s   a nd  l o w e r   po w e r   ha n d l i ng  [1 ].     In  1980s ,   S t u a r t   L o n w a s   de v e l o pe a   di e l e c t ri c   r e s o n a t o r   a nt e nna   (D R A i w h i l e   m i c r o s t ri p   a n t e nn a   p r o g r e s s i v e l y   e xpl o r e [6] .   T h e r e   a r e   m a n y   r e s e a r c h e r s   i nt e r e s t e i D R A   b e c a us e   of   i t s   l o w   l o s s ,   b e l i e v e t o   b e   us e f ul   a n go o r a d i a t o r   a nd  u n i q ue   f e a t ur e s   di f fe r   f r o m   m e t a l l i c   pa t c h e s   [7 - 14].   D i e l e c t r i c   r e s o n a t o r   a n t e nna   (D R A i s   a nt e nn a   w h i c h   m o unt e di r e c t l y   a bov e   gr o un pl a n e   [6].   R e fe r ri n t o   t h i s   D R   s t ruc t u r e   w i l l   e xc i t e H E M 11  m o de   [15].   O t h e r   t h a e xc i t i n a t   t h e   h i g h   d i e l e c t r i c   m a t e ri a l   i H E M 1 1   D R m o de ,   r e s e a r c h e h a s   b e e n   d i s c ov e r e t ha t   a   T M 11   c a v i t y   m o de   a l s o   c a b e   e xc i t e i t h e   r e gi o n   b e t w e e n   c i r c ul a r   d i e l e c t ri c   r e s o na t o r   a n d   m e t a l l i c   g r o und  pl a n e .   T hi s   c o n c e pt   o f   a n t e nn a   i s   de s i g na t e a s   de n s e   di e l e c t ri c   (D D pa t c h   a n t e nna .   D e n s e   di e l e c t r i c   (D D p a t c h   a n t e nn a   n o t i o n   i s   c o n s i de r e a s   f a m i l y   o f   pa t c h   a n t e nn a   r a t h e r   t ha n   D R A .   D D   p a t c h   a n t e nna   i s   e xpe c t e h a s   hi g h e r   e f f i c i e n c y   c o m pa r e t o   m e t a l l i c   c o n v e n t i o n a l   a n t e nn a ,   e s pe c i a l l y   a t   hi g h e r   f r e que n c i e s   w h e re   t h e   ra di a t i o n   e f f i c i e n c y   of   m i c r o s t ri a n t e nna   b e c o m e s   l ow   [16,   18 - 19 ].     T h e n,   m i c r o s t r i a nt e nn a   a l s o   f a c i n s o m e   l i m i t a t i o n s   c o m pa r e   t o   c o n v e n t i o n a l   a n t e nn a s .   T h e   l i m i t a t i o n   i n c l ude s   n a rr o w   b a n dw i dt h   a nd  h i g h   m e t a l l i c   l o s s   [1].   T h e r e f o r e ,   r e c e n t l y   r e s e a r c h e w i de l y   pr o po s e a n o t h e r   m a t e ri a l   t o   r e p l a c e   m e t a l l i c   m i c r o s t r i a n t e nn a   i o r de r   t o   o ve r c o m e   t h e   hi g m e t a l l i c   l o s s   [17,   20 - 2 2].   M a t e r i a l   t ha t   p r o po s e m us t   b e   e a s y   t o   g e t ,   l ow   c os t ,   a n c a n   gi v e   goo pe r fo r m a n c e   t o   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   s t udy   of   d i s t i l l e w at e r   an z am z am   w at e r   as   di e l e c r i c   de n s e   pa t c h   an t e n na  a t   G H z   ( N.   H .   Mo k t ar )   943   a n t e nn a   de s i g n .   T h us ,   w a t e r   m a t e r i a l   i s   s u i t a b l e   t o   m e e t   a l l   t h e   r e qui r e m e n t   t o   r e p l a c e   m e t a l l i c   a nt e nn a   due   t o   w a t e r   ha s   s i m i l a r   pe r f o r m a n c e   a s   w e l l   a s   t h e   m e t a l l i c   m i c r o s t r i a n t e nna   a t   t h e   l o w e r   m i c r o w a ve      f r e que n c i e s   [20] .   B e s i de s   t h a t ,   w a t e r   i s   a n   a l l u ri n m a t e r i a l   t o   r e pl a c e   m e t a l l i c   due   t o   i t   c a n   gi v e   goo p e r f o r m a n c e   a n h i g h   pe r m i t t i v i t y   a s   w e l l   a s   m e t a l l i c   m i c r o s t r i pa t c h   a nt e nna   a t   l o w e r   m i c r o w a v e   f r e que n c i e s   [20 - 21] .   M o s t   of   t h e   e a r l y   s t udi e s   o w a t e r   a nt e nna   us i n f r e s h   w a t e r   ha b e e n   r e c o r de i n   [20 ,   22] .   T h e r e   a r e   s o m e   a dv a n t a ge s   of   us i n g   w a t e r   s uc h   a s   e a s y   a v a i l a b l e   a nd  g r e e n   m a t e ri a l .   A t   l o w e r   f r e que n c y ,   pur e   w a t e r   ha s   hi g di e l e c t ri c   c o n s t a n t   w h i c h   c a s e r v e   a s   a   go o c h o i c e   fo r   D D P A   [20].   F i gu r e   s h o w   t h e   d i e l e c t ri c   pe rm i t t i v i t y   a n l o s s   t a n ge nt   o f   pu r e   w a t e r.   O t h e r   t ha n   t ha t ,   z a m z a m   w a t e r   i s   h o l y   w a t e r   fo r   M us l i m   w h i c h   i s   v e r y   i n t e r e s t i n m a t e r i a l   t o   di s c ov e r . S u r p r i s i n gl y ,   z a m z a m   w a t e r   i s   v e r y   s ui t   m a t e ri a l   m a t e r i a l   w h i c h   c a n   r e pl a c e m e t a l l i c   a n t e nn a .   R e s e a r c h e r s   h a i n v e s t i ga t e t ha t   z a m z a m   w a t e r   h a s   hi g h e r   e l e c t r i c a l   c o n duc t i v i t y   (1390µ S / c m c o m pa r e t o   bo t t l e w a t e r   (740  µ S / c m ).   F i gu r e   2   s h o w   t h e   c o m pa r i s o n   of   w a t e r   s a m p l e s   p r o pe r t i e s   f r o m   Z a m z a m   w i t t w o   s a m pl e s   o f   bo t t l e d r i n k i n g   a n d   d i s t i l l e w a t e r s   a n a l y s e by   [23].           F i gu r e   1 .   D i e l e c t r i c   pe rm i t t i v i t y   a n d   t a n ge n t   l o s s   o f   pur e   w a t e r           F i gu r e   2 .   Co m p a r i s o n   b e t w e e n   Z a m z a m   w a t e b o t t l e d r i nki n g   w a t e a n di s t i l l e w a t e p a r a m e t e r s   s t udy       In  t hi s   pa pe r,   a   m a t e r i a l   o f   di s t i l l e w a t e a n d   z a m   z a m   w a t e r   pa t c h   a r e   s t udy   a n c o m pa r e   w h e o pe r a t e   a t   G H z   c o m m u n i c a t i o a p pl i c a t i o n s .   T h e   c a l c ul a t e r e s ul t s   s h o w   t h a t   p r o po s e a n t e nna   c a n   b e   a c hi e v e r e f l e c t i o n   c o e ff i c i e n t   S 11   l e s s   t ha n   - 10dB   ov e r   t h e   4. 41 - 5. 5 2G h z   a r o u n 22. 2%  b a ndw i dt h ).   F ut h e rm o r e ,   i n   s e c t i o n   2 ,   w e   de s c r i b e   a bo ut   t h e   s t ruc t u r e   of   a n t e nn a   de s i g n   i n c l udi ng  o f   pa t c h   de s i g n   a n d   o pt i m i z a t i o by   us i n g   E B G   a n d   s upe r s t r a t e .   T h e   p r o po s e d   a n t e nna   r e s ul t s   a nd  a n a l y s i s   a r e   p r e s e n t e a n d   di s c us s e i s e c t i o 3.   L a s t l y ,   t h e   c o n c l us i o o f   t hi s   w o r i s   s t a t e   i n   s e c t i o 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   2 A ugus t   2 01 9   :     942   -   949   944   2.   P R O P O S ED   D D   P A TC H   A N TEN N A   ELE M EN T   T h e   pr o po s e a n t e nn a   e m p l oy s   s i m pl e   r e c t a ngul a r   s t r uc t u r e   t ha t   f e w i t h   i n s e t   f e e de r   s urr o und  b y   e l e c t r o m a g n e t i c   b a n d ga p   (E B G s t r uc t u r e .   E B G   a l w a y s   be   re fe r r e a s   hi g h   i m pe da n c e   s ur f a c e   t h a t   i n c r e a s e   a n t e nn a   e f f i c i e n c y   by   s uppr e s s i n t h e   u n w a nt e s ur f a c e   w a v e   c ur r e n t .   By   i n s e r t i n E B G ,   h e l ps   t o   i m p r o v e   a n t e nn a   pe r f o r m a n c e   s uc a s   b a c kw a r d   r a d i a t i o [24 - 25].   T h e   a nt e nn a   i s   p ri nt e o n   F R - di e l e c t r i c   s ub s t r a t e   of   t hi c k n e s s   =   1 . 6m m ,   t a n ge n t   l o s s   o f   0. 019  a nd  r e l a t i v e   pe r m i t t i v i t y   of   ε of   4. 7.   T h e   d i m e n s i o n s   o f   bo t h   s ub s t r a t e   l a y e r s   a r e   26  m m   34  m m .   T h e   f o ur   pa t c h e s   of   a n t e nn a   a r e   us i n t h e   s a m e   s i z e   a n c a n   b e   c a l c ul a t e d   us i n g   f o r m u l a   b e l ow   [6]:   W i dt h   o f   t h e   p a t c h ,   W :       (1)     T h e   l e n g t h   o f   t h e   p a t c h :                         (2)             w h e r e   ε   an d   L   a r e   ,                                                             ( 3)     a n d,                                                                                                       (4)     In  t hi s   de s i g n,   s upe r s t ra t e   i s   p l a c e   o n   t o o f   t h e   a nt e nn a .   P a t c h e s   a r e   p l a c e o t o o f   f i r s t   s ub s t ra t e ,   w h i l e   t h e   b o t t o m   of   s e c o n s ub s t r a t e   pri n t e t h e   f e e dl i n e   a n E l e c t r o m a g n e t i c   B a n dg a ( E B G ).   T h e   g r o u n i s   s a n dw i c h e b e t w e e n   b o t h   s ub s t ra t e s .   B o t h   s ub s t r a t e s   a r e   us e   i s   F R - w i t h   t h e   s a m e   r e l a t i v e   pe r m i t t i v i t y   t a n ge n t   l o s s .   T h e   o pt i m i z a t i o n   o f   f e e dl i n e   w i dt i s   do n e   due   t o   m a i nt a i t h e   i m pe d a n c e   c ha r a c t e r i s t i c   o f   50Ω .                                                                             T a b l e   1 .   S t ruc t u r e   o f   D i e l e c t r i c   D e n s e   (D D P a t c h   A nt e nn a   A n t e n n a   P a rt   Ch a ra c t e ri s t i c s   S h a p e   Re c t a n g u l a a n t e n n a   +   m o n o p o l e   a n t e n n a   fo i n s e t   fe e d   S u p e r s t ra t e   , S u b s t ra t e   1   &   2   M a t e ri a l   =   F R - 4       D i e l e c t r i c   C o n s t a n t       =   4 . 7   T a n g e n t   L o s s ,   t a n       =   0 . 0 1 9   T h i c k n e s s ,   h   = 1 . 6 m m   S i z e   =   W s   x   L s                             =   4 7 . 4 8   x   4 3   m m   ( c a l c u l a t e d )                   =   4 0   m m   x   2 6   m m   (o p t i m i z e d               F re q u e n c y   o f   o p e ra t i o n   5   G H z   G ro u n d   P l a t e   C o p p e r   P l a t e   M a t e ri a l   =   Co p p e r       T h i c k n e s s ,   h   =   0 . 0 3 5 m m     D i s t i l l e d   w a t e D i e l e c t ri c   D e n s e   P a t c h     M a t e ri a l   a c r y l i c   +   d i s t i l l e d   w a t e r   T h i c k n e s s ,   h   = 1 . 3 m m   S i z e   =   W s   x   L s                         =   1 8 . 2 6   m m   x   1 3 . 7 6   m m   (c a l c u l a t e d )                           =   3 6   m m   x   1 3 . 7   m m   ( o p t i m i z e d )   Z a m z a m   w a t e D i e l e c t ri c   D e n s e   P a t c h   (o p t i m i z e   v a l u e )   M a t e ri a l   =   a c r y l i c   +   z a m z a m   w a t e r   T h i c k n e s s ,   h   = 1 . 3 m m   S i z e   =   W s   x   L s                     =   1 8 . 2 6   m m   x   1 3 . 7 6   m m   ( c a l c u l a t e d )                   =   2 6   m m   x   1 3 . 7   m m   (o p t i m i z e d                                   In s e t   t y p e   In s e t   fe e d   E l e c t ro m a g n e t i c   Ba n d g a p   (E BG )   S i z e   =   W E BG   X   L E BG   =   1 m m   x   1 m m       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   s t udy   of   d i s t i l l e w at e r   an z am z am   w at e r   as   di e l e c r i c   de n s e   pa t c h   an t e n na  a t   G H z   ( N.   H .   Mo k t ar )   945   T h e   a nt e nna s   f i r s t   de s i g n e b y   us i n d i s t i l l e w a t e r   a s   a   p a t c o f   a n t e nna   w hi c a c t s   a s   r e f e r e n c e   de s i gn.   T h e n,   t h e   d i s t i l l e w a t e r   i s   s w i t c h e by   Z a m z a m   w a t e r   a s   p a t c h   o f   a nt e nna .   T h e   s i z e   b e e n   o pt i m i z e   t ge t   go o p e r f o r m a n c e   o f   a nt e nna .   T h e   a nt e nna   s t ruc t u re   i s   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   3 .   F o r   f urt h e r   g a i i m p r o v e m e n t ,   a   di e l e c t r i c   l a y e r   of   s upe r s t a t e   i s   a ppl i e a b ov e   t h e   a n t e nna .   M e a n w hi l e ,   f o r   r e t u rn   l o s s   a n d   b a n dw i dt h   e nh a n c e m e n t ,   E B G   i s   de s i g n e a t   t h e   b o t t o m   of  a n t e nn a .   T h e   t o po l o g y   of   E B G   i s   a s   s h o w n   i F i gu r e   4.   T h e   c o n duc t i v i t y   pa r a m e t e r   o f   bo t h   w a t e i s   e xpe ri m e n t a l l y   t e s t   by   us i n H I - 991300   pH / E C/ T D S / o ha n d h e l m e t e r   a n t h e   c o m pl e di e l e c t ri c   pe rm i t t i v i t y   of   w a t e r - b a s e l i qu i ds   f o r   b o t h   i s   m e a s u r e by   us i n K e y s i gh t   D i e l e c t r i c   P r o b e   85070E   (pe rfo r m a n c e   pr o b e ) .   R e s ul t   f o r   bo t h   e xpe r i m e nt a l   pa r a m e t e r s   w r i t t e n   i T a b l e   2.         (a )     (b )     F i gu r e   3 .   ( a )   G e n e r a l   a n d   (b s i de   v i e w   of   m i c r o s t r i p   d i s t i l l e d   w a t e a nt e nna           F i gu r e   4 .   E B G   t o po l o g y       T a b l e   2 P a ra m e t e r s   o f   D i s t i l l e d   w a t e a n d   Z a m z a m   W a t e r   T y p e s   o w a t e r   D i e l e c t r i c   p e r m i t t i v i y   ,   ε r   T a n g e n t   l o s s , t a n       D i s t i l l e d   w a t e r   7 5 . 8 1   0 . 2 4   Z a m z a m   w a t e r   7 7 . 6 1   0 . 2 4       3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S   3. 1 .   S i mu l ati o n   T h e   a nt e nna   i s   de s i g n e b y   us i n d i s t i l l e w a t e r   p a t c h   a s   i n i t i a l   de s i g n e d.   T hi s   de s i g n e i s   s i m ul a t e by   us i n CS T   D e s i gn   E n v i r o n m e nt   a n t h e   r e s ul t   o r e t u rn  l o s s ,   S 11   i s   a s   s h ow n   i n   F i gu r e   5.   T h e   r e s ul t   of                    S 11 = - 17. 1 8dB   a t   r e s o n a n c e   f r e que n c y   of   5G H z .   T h e   pa t c h   d i s t i l l e w a t e r   a nt e nna   t h e n   i s   c ha n ge t o   Z a m z a m   w a t e r   a n d   t h e   v a l ue   o f   r e t urn  l o s s   S 11 = - 4 5. 6dB   f o r   f r e que n c y   r e s o n a n t   o f   5G H z .   T h e   o pe r a t i ng  f r e que n c y   fo r   Z a m z a m   w a t e r   pa t c h   a nt e nna   b e l ow   - 10dB   i s   b e t w e e n   4. 41 - 5. 52  G H z   (a r o u n 22 . 2%)   a s   s h o w n   i n   T a b l e   3 T h e   p r o po s e a nt e nna   i s   c o n s i de r e d   a s   go o c a n d i c a t e s   f o r   5 G H z   c o m m uni c a t i o n   a pp l i c a t i o n s .       T a b l e   3 .   R e s ul t   pe r f o r m a n c e   o f   di s t i l l e d   a n d   Z a m z a m   w a t e di e l e c t ri c   de n s e   pa t c a nt e nn a   T y p e   o W a t e r   5   G H z   Ra n g e   F r e q u e n c y   Re s o n a n c e   Ba n d w i d t h   D i s t i l l e d   w a t e r   - 1 7 . 1 8   d B   a)   4 . 9 7   G H z   -   5 . 0 4 G h z   b 5 . 8 3 G H z   t o   5 . 8 9 G h z   a 0 . 0 7 G H z   ( 1 . 4 % )   b 0 . 0 6 G H z   (1 . 2 % )   Z a m z a m   w a t e r   - 4 5 . 6   d B   a 4 . 4   -   5 . 5 1 G h z   b 7 . 1 1   t o   9 . 6 9   G h z   a 1 . 1 1   G H z   (2 2 . 2 % )   b 2 . 5 8   G H z   (5 1 . 6 % )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   2 A ugus t   2 01 9   :     942   -   949   946       F i gu r e   5 .   S i m u l a t i o o f   D i s t i l l e w a t e a nd  Z a m z a m   w a t e r   p a t c h   a n t e nna       T h e n,   t h e   s t r uc t u r e   i s   i n t e g r a t e w i t h   E B G   a n s u r p r i s i n gl y ,   E B G   c a n   h e l i n   o r de r   t o   i n c r e a s e   t h e   r e t u rn   l o s s   v a l ue .   A f t e r   us i n E B G   t h e   v a l ue   of   S 11   b e c o m e   =   - 45. 6G H z .   W i t h o ut   E B G ,   t h e   S 11 - 20 . 169dB .   F r o m   t h e   r e s ul t ,   i t   c a b e   c o n c l ude   by   us i n E B G   pe r f o r m a n c e   o f   a n t e nna   c a b e   b e t t e r   t ha n   w i t h o ut   us i n g   E B G .   T h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t   i s   s h o w n   i F i gu r e   6 .           F i gu r e   6 .   S i m u l a t i o o f   w i t h   a n d   w i t h o ut   E B G   f o r   D D   w a t e a n t e nn a       T h e   a n t e nn a   t h e n   s i m ul a t e by   a ddi n s upe r s t ra t e   o n   t h e   t o l a y e r   of   a n t e nna   by   t h e   di s t a n c e   of  H s T h e   Z a m z a m   a n t e nna   i s   s i m u l a t e i n   o r de r   t o   i n v e s t i ga t e   t h e   e ff e c t   of   s up e r s t r a t e   t o   t ha t   a nt e nn a .   T h e   s i m ul a t i o w i t h   a nd  w i t h o ut   s u pe r s t ra t e   i s   a s   s h o w n   i F i gur e   7.   F i gu r e   8(a )   a nd  (b s h o w   t h e   g a i a f t e r   s i m ul a t i o n   o Z a m z a m   w a t e r   w h i c h   i s   1. 397dB .   F i gu r e   8(c s h o w   t h e   ga i n   i n   3D   w i t h o ut   us i n s upe r s t r a t e   t h a t   i s   - 3. 008 .   T h e r e f o r e ,   t h a t   c a n   b e   c o n c l ude   t ha t   by   a ppl y i n s upe r s t r a t e   t h e   ga i n   i s   i m p r o v i ng.   F i gu r e   8(d)   s h o w   t h e   ga i n   i n   p h i = 90 0   f o r   Z a m z a m   w a t e r   p a t c h   a nt e nn a   t h a t   i s   - 5. 9dB .   By   a ppl y i n E B G   c a n   r e duc e   t h e   b a c kl ob e   r e duc t i o n   b y   0 . 3dB i .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   s t udy   of   d i s t i l l e w at e r   an z am z am   w at e r   as   di e l e c r i c   de n s e   pa t c h   an t e n na  a t   G H z   ( N.   H .   Mo k t ar )   947       F i gu r e   7 .   S i m u l a t i o o f   w i t h   a n d   w i t h o ut   s upe r s t ra t e   f o r   D D   w a t e r   a n t e nna         (a   p hi   9 0 (   b a c kl o b e   - 5. 6dB )         (b 3D         (c 3D     (d)  p hi   90   (b a c kl o b e   a t   - 5 . 9dB )     F i gu r e   8 .   ( a )   G a i f o r   Z a m z a m   w a t e a t   p h i   90 0 (b G a i n   f o Z a m z a m   w a t e i 3D ,   (c )   G a i n   f o r   Z a m z a m   w i t h o ut   s upe r s t ra t e   i 3D (d)   G a i n   f o r   Z a m z a m   w a t e r   w i t h o ut   E B G   a t   p hi   9 0 0       3. 2 .   M e as u r e m e n t   Bo t h   o f   s t ruc t u r e   di s t i l l e w a t e a nd  Z a m z a m   w a t e pa t c h   a n t e nna   a r e   f a b ri c a t e us i n F R - s ub s t r a t e   a n m e a s u r e m e nt   pr o c e s s   h a s   be e n   c a rr i e o ut .   T h e   di s t i l l e w a t e r   pa t c h   a nt e nn a   pe r f o r m   r e t u rn  l o s s ,   S 11   = - 16 . 96dB   a t   5. 01G H z     w h i l e   Z a m z a m   w a t e r   p a t c h   a nt e nn a   gi v e   r e t u rn  l o s s   of   - 16. 52dB     a t   r e s o n a n c e   f r e que n c y   5. 03G H z   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   9.   T hi s   di s c r e p a n c i e s   i s   due   t o   pr o b l e m   a ri s e s   i n   f a b r i c a t i o n   p r o c e s s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   2 A ugus t   2 01 9   :     942   -   949   948       F i gu r e   9 .   A nt e nna   p r o t o t y pe       4.   C O N C LU S I O N   In  t hi s   p a pe t h e   D D   a n t e nna   f o r   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   a p pl i c a t i o w a s   de s i gn e d .   W i t h   a n   o v e r a l l   a dj us t m e n t ,   t h e   a n t e nna   us i n z a m z a m   w a t e r   s h o w s   goo a g r e e m e nt   t ha t   c a n   b e   o pe r a t e b e t w e e n   4. 41 - 5 . 52   G H z   a n 7. 1 153  t o   9. 7034  G H z   f r e que n c y   b a n d.   T h e   f i n a l   re s ul t   s h o w s   goo g oo r a di a t i o n   pa t t e rn   a n g a i fo r   t h e   D D   s t r uc t u r e .   D ue   t o   i t s   l i g ht   a n s m a l l   s i z e ,   t h e   a nt e nna   c a n   b e   e a s i l y   i n t e g ra t e i n   5G H z   c o m m uni c a t i o n   a pp l i c a t i o n s .       A C K N O WL ED G E M EN T S   T h e   a ut h o r s   w o ul l i ke   t o   gi v e   a ppr e c i a t i o n   t o w a r ds   A n t e nna   R e s e a r c h   Ce n t r e   (A R C),   F a c ul t y   of  E l e c t r i c a l   E ngi n e e r i n g ,   U ni v e r s i t i   T e k n o l o gi   M A R A   (U i T M ),   f o r   p r o v i di n g   f a c i l i t i e s   t o   c o n duc t   t h e   p r e s e nt   r e s e a r c h.       R EF ER EN C ES     [ 1]   R .   G a r g ,   e t   a l . ,   M i c r o s t r i p   A nt e nn a   D e s i g n   H a nd bo o k ,”   L o ndo n ,   A r t e c h   H o us e   B o s t o n 200 1 .     [ 2]   A .   K ur uv i l j a ,   T h e   D e s i g a nd  A na l y s i s   o f   M i c r o s t r i P a t c h   A nt e nna   f o r   S m a r t   C o nne c t o r s ,   U t a S t a t e   U ni v e r s i t y ,   20 03 .   [ 3]   C .   A.   B a l a n i s ,   A nt e nn a   T he o r y - A na l y s i s   a n D e s i g n,   3 rd   e d . ,   J o hn  W i l l e y   &   S o n,   I nc ,   U S A 2005 .   [ 4]   K L .   W o ng ,   C o m pa c t   a n B r o a dba n M i c r o s t r i p   A nt e nn a s ,   J o W i l e y   &   S o ns ,   I nc . ,   20 02 .   [ 5]   J .   R .   J a m e s ,   e t   a l . M i c r o s t r i p   A nt e nna   T h e o r y   a nd  D e s i g n,   P e t e r   P e r i g r i nu s ,   L o ndo n,   198 1.   [ 6]   S .   A .   L o ng ,   e t   al . ,   T he   r e s o na n t   c y l i ndr i c a l   d i e l e c t r i c   c a v i t y   a nt e n na ,   I E E E   T r an s a c t i on s   on   A n t e nnas   and   P r opagat i on v o l .   3 1,   pp .   406 - 41 2,   M a y   1983.   [ 7]   A .   A .   K i s hk ,   e t   a l . ,   A c c ur a t e   p r e d i c t i o o f   r a di a t i o pa t t e r ns   o f   di e l e c t r i c   r e s o na t o r   a nt e nna s ,   E l e c t r o n.   L e t t ,   v o l .   23,   pp .   137 4 .   [ 8]   A .   A .   K i s hk,   e t   al . ,   B r o a db a nd   s t a c ke d   d i e l e c t r i c   r e s o na t o r   a nt e nn a s ,   E l e c t r on .   L e t t ,   v o l .   25 ,   p p.   12 32 - 1233 ,   19 89.   [ 9]   K .   W .   L e ung ,   e t   al . ,   I nput   i m pe d a nc e   o f   a pe r t u r e   c o upl e d   he m i s phe r i c a l   di e l e c t r i c   r e s o na t o r   a n t e nna ,   E l e c t r on .   L e t t . ,   v o l .   27 ,   pp .   2259 - 22 60 ,   1 991 .   [ 10]   R .   K .   M o ng i a e t   a l . ,   M e a s ur e m e n t s   o f   r a di a t i o e f f i c i e nc y   of   di e l e c t r i c   r e s o na t o r   a n t e nn a s ,   I E E E   M i c r ow .   G ui de d   W av e   L e t t ,   v o l .   4 ,   pp .   8 0 - 82,   M a r   1 994 .   [ 11]   A .   P e t o s a ,   e t   a l . ,   M a g ne t i c a l l y   t una bl e   f e r r i t e   r e s o na t o r   a n t e nn a ,   E l e c t r on .   L e t t . ,   v o l .   3 0,   pp .   102 1 - 1022 ,   199 4.   [ 12]   K .   W .   L e ung ,   e t   al . ,   C ha r a c t e r i s t i c s   o f   a   l o w - pr of i l e   c i r c ul a r   d i s D R   a n t e n na   w i t v e r y   hi g pe r m i t t i v i t y ,   E l e c t r on .   L e t t ,   v o l .   31 ,   p p.   41 7 - 418 ,   1 995 .   [ 13]   K .   W .   L e ung ,   e t   a l . ,   L o w pr o f i l e   c i r c ul a r   di s D R   a n t e n na   o f   v e r y   hi g p e r m i t t i v i t y   e xc i t e d   by   a   mi c r o s t r i l i ne ,   E l e c t r on .   L e t t . ,   v o l .   3 3,   pp .   100 4 - 1005 ,   1997 .   [ 14]   M .   T .   K .   T a m   a nd  R .   D .   M u r c h,   H a l f   v o l um e   di e l e c t r i c   r e s o na t o r   a nt e nna   d e s i g ns ,   I E E   E l e c t r o n.   L e t t . ,   v o l .   33,   pp.   19 14 - 1916 ,   199 7.   [ 15]   A .   A .   K i s hk ,   e t   al . ,   A   num e r i c a l   s t udy   o f   a   di e l e c t r i c   di s k   a nt e nna   a bo v e   g r o unde di e l e c t r i c   s ubs t r a t e ,   I E E E   T r ans . A n t e nna s   P r opa g. ,   v o l .   41 ,   pp .   813 - 821 ,   J u 1993 .   [ 16]   H .   W .   L a i ,   e t   a l . ,   D e ns e   D i e l e c t r i c   P a t c A nt e nna   A   ne w   ki n d   o f   L o w   P r of i l e   A nt e nna   E l e m e nt   f o r   W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o ns ,”   I E E E   T r ans .   A n t e nnas   P r o pag . ,   v o l .   A P - 61,   pp .   4239 - 424 5,   A ug   2013.   [ 17]   S.   G .   o K e e f e   a nd  S .   P .   K i ng s l e y ,   T u na b i l i t y   of   l i qu i d   di e l e c t r i c   r e s o na t o r   a n t e n na s ,   I E E E   A n t e nna s   W i r e l e s s   P r opag.   L e t t . ,   v o l .   6 ,   p p.   53 3 - 536 ,   2 007 .   [ 18]   O .   M .   H a r a z ,   e t   a l . ,   N e w   d e n s e   di e l e c t r i c   pa t c h   a r r a y   a nt e n n a   f o r   f ut u r e   5G   s ho r t - r a ng e   c o m m uni c a t i o ns ,”   P r oc e e di ngs   -   A N T E M   2014 :   20 14  1 6t I n t e r na t i ona l   Sy m p os i um   on  A n t e nna  T e c h nol ogy   and  A p pl i e d   E l e c t r om agne t i c s ,   20 14 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   s t udy   of   d i s t i l l e w at e r   an z am z am   w at e r   as   di e l e c r i c   de n s e   pa t c h   an t e n na  a t   G H z   ( N.   H .   Mo k t ar )   949   [ 19]   Q .   L a i ,   e t   a l . ,   C o m pa r i s o o f   t he   r a d i a t i o e f f i c i e nc y   f o r   t he   di e l e c t r i c   r e s o na t o r   a nt e nna   a nd  t he   m i c r o s t r i p   a nt e nna   a t   K a   ba n d,   I E E E   T r a ns .   A nt e nna   P r opa g. ,   v o l .   56 ,   pp .   35 89 - 3592 ,   N o v   2008 .   [ 20]   A .   T e c hno l og i e s ,   e t   al . ,   S t udy   a nd  D e s i g o f   a   ×   W a t e r   D i e l e c t r i c   P a t c A nt e nna   A r r a y   f o r   W i   -   F i   A ppl i c a t i o n ,   v o l .   6 2 ,   pp .   5968 - 59 73 .   [ 21]   Y .   Li   a nd   K .   M .   L uk,   A   t r a n s pa r e nt   w a t e r   d i e l e c t r i c   p a t c a nt e nna ,”   P r oc e e di ng s   o f   t he   2015  I E E E   4t h   A s i a - P ac i f i c   C on f e r e nc e   on  A nt e nna s   and   P r opag at i on ,   A P C A P   2015 v o l .   2 ,   pp .   319 - 320 201 6   [ 22]   J .   S u n   a n K .   M .   L uk ,   D e s i g o f   a pe r t u r e - c o upl e w a t e r   pa t c a nt e n n a   a r r a y ,”   T E N C O N   2015  -   201 I E E E   R e gi on  10   C on f e r e nc e pp .   1 - 3 2 015   [ 23]   S .   H .   F a t a ni   a nd   A .   T .   B a b a kr ,   E f f e c t   O f   W a t e r   I nt a ke   P a t t e r o S e r um   M i n e r a l   a nd   E l e c t r o l y t e   L e v e l s   i M a k ka h   P e o pl e ,   v o l .   1 ,   p p.   44 2 - 456 2 014 .   [ 24]   A .   K .   G up t a   a n d   P.   K .   S i ng ha l ,   M i c r o s t r i p   a n t e n na   P a r a m e t e r s   I m pr o v e m e nt   U s i ng   E B G   S t r uc t ur e , ”  i I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   r e s e ar c h   i n   e ng i ne e r i ng   &   T e c hnol ogy   ( I J E R T ) v o l .   11 ,   p p .   35 - 40 ,   A ug   2013.   [ 25]   P .   V a t s   a n d   D .   D a b a s ,   D e s i g a n a l y s i s   o f   P a t c a n t e n na   w i t ho ut   E B G   a nd   w i t c r o s s - s h a pe   E B G   a nd  A na l y s e   t he   E f f e c t   o f   D i f f e r e nt   F e e P o s i t i o n , ”  i I n t e r na t i ona l   J o ur na l   o f   E ng i ne e r i ng  T r e nds   an T e c hno l og y   ( I J E T T ) ,   v o l .   7 ,   pp.   30 86 - 3089 ,   201 3 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S         N ur   H i d a y a M o kt a r   r e c e i v e t h e   B .   E ng .   D e g r e e   ( H o ns . )   f r o m   U ni v e r s i t i   T u H u s s i e O nn   M a l a y s i a   ( U T H M ) ,   J o ho r ,   M a l a y s i a   i 2 008  a nd  M .   S c .   d e g r e e   i T e l e c o m m uni c a t i o a n d   I n f o r m a t i o E ng i ne e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a r a   ( U i T M ) ,   S h a A l a m ,   M a l a y s i a   i n   2013 .   S he   i s   c ur r e n t l y   a   L e c t ur e r   a t   P o l i t e kn i S u l t a I dr i s   S ha ( P S I S ) ,   S a b a B e r na m ,   S e l a ng o r ,   M a l a y s i a   a n po s t - g r a dua t e   s t ude n t   i n   U i T M ,   S h a A l a m .   H e r   c ur r e n t   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   i nc l ude   a nt e nna   a nd  m a t e r i a l s   o f   a nt e nna s   i n   c o m m uni c a t i o n.           W a I z m a   I z ni z a   M o ha m e R o s e l i   r e c e i v e t he   B .   E ng .   D e g r e e   ( H o ns . )   f r o m   U ni v e r s i t i   T u n   H us s i e O nn  M a l a y s i a   ( U T H M ) ,   J o ho r ,   M a l a y s i a   i 2 00 4   a nd  M .   S c .   d e g r e e   i n   T e l e c o m m uni c a t i o a nd  I n f o r m a t i o E ng i ne e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a r a   ( U i T M ) ,   S ha h   A l a m ,   M a l a y s i a   i n   2014 .   S he   i s   c ur r e n t l y   a   L e c t ur e r   a t   P o l i t e k n i S u l t a I dr i s   S h a h   ( P S I S ) ,   S a ba B e r na m ,   S e l a ng o r ,   M a l a y s i a   a nd  po s t - g r a dua t e   s t u de n t   i U i T M ,   S ha A l a m .   H e r   c ur r e n t   r e s e a r c i nt e r e s t s   i nc l u de   r e c o nf i g ur a bl e   a n t e nna s   i n   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o ns .     M o hd  T a r m i z i   A l i   r e c e i v e t he   B . E ng .   de g r e e   i e l e c t r i c a l   e ng i ne e r i ng   f r o m   t he   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a r a   ( U i T M ) ,   S ha A l a m ,   M a l a y s i a ,   i 1996 ,   t h e   M . S c .   de g r e e   i e l e c t r i c a l   e ng i ne e r i ng   f r o m   t he   U ni v e r s i t y   o f   L e e ds ,   L e e ds ,   U . K . ,   i 20 0 2,   a n t h e   P h . D .   d e 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   t he   U ni v e r s i t i   T e k no l o g i   M a l a y s i a   ( U T M ) ,   J o ho r ,   M a l a y s i a ,   i 2010 .   O O c t o be r   20 18 ,   he   ha s   b e e a   P r o f e s s o r   w i t t he   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   ( F K E ) ,   U i T M ,   a n s i nc e   2011  he   h a s   b e e a ppo i nt e a s   t h e   G r o up  L e a de r   o f   t he   A nt e nna   R e s e a r c h   C e nt e r   ( A R C ) ,   F K E   U i T M .   H e   i s   a   s e n i o r   m e m b e r   f o r   t he   I E E E   a nd  t h e   m e m b e r   f o r   t he   A nt e nn a   P r o pa g a t i o n/ M i c r o w a v e   T he o r y   a nd  T e c hno l o gy / E l e c t r o m a g ne t i c   C o m pa t i b i l i t y   ( A P / M T T / E C M )   J o i n t   C ha pt e r .   H e   ha s   a u t ho r e m o r e   t ha 100  j o ur na l   pa pe r s   a nd  c o nf e r e nc e s   pr o c e e di ng s   o v a r i o us   t o pi c s   r e l a t e t o   a nt e nna s ,   m i c r o w a v e s ,   a nd  e l e c t r o m a g ne t i c   r a di a t i o n   a na l y s i s .   H e   h a s   a l s o   l e v e   pa t e nt   a pp l i c a t i o ns   o c o m m uni c a t i o a nt e nna s .   H i s   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   i nc l ud e   t h e   a r e a s   o f   c o m m uni c a t i o a nt e nn a   de s i g n,   r a d i o   a s t r o no m y   a nt e nna s ,   s a t e l l i t e   a nt e nna s ,   a nd  e l e c t r o m a g ne t i c   r a d i a t i o a na l y s i s .   P r o f e s s o r   T s .   D r   T a r m i z i   w a s   t he   C ha i r   a n d   T e c hni c a l   P r o g r a m   C h a i r   o f   t h e   I E E E   S y m p o s i um   o W i r e l e s s   T e c hno l o gy   a nd  A ppl i c a t i o ns ,   be t w e e 20 11  a nd  2 012 .   H e   ha s   b e e a   v e r y   pr o m i s i ng   a s   a   R e s e a r c he r ,   w i t t he   a c hi e v e m e nt   o f   s e v e r a l   I nt e r na t i o na l   G o l M e da l   A w a r ds ,   a   B e s t   I nv e nt i o i n   T e l e c om m uni c a t i o A w a r d ,   a nd  a   S pe c i a l   C ha nc e l l o r   A w a r f r o m   U T M   f o r   hi s   c o nt r i bu t i o t o   r e s e a r c a nd  i nno v a t i o a nd  w a s   t he   r e c i pi e n t   o f   P o s t g r a d ua t e   B e s t   S t ude n t   A w a r 2011   f r o m   U T M .       R o bi a t u A .   A w a ng   r e c e i v e t he   B . E ng .   de g r e e   ( H o ns . )   a nd  M . E ng .   de g r e e   i c o m put e r   &   c om m uni c a t i o e ng i ne e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t i   K e ba ng s a a M a l a y s i a   ( U K M ) ,   M a l a y s i a   i 200 1   a nd  2 005 ,   r e s pe c t i v e l y ,   a nd  t he   P h. D .   d e g r e e   f r o m   R M I T   U ni v e r s i t y ,   M e l bo ur n e ,   V I C ,   A us t r a l i a ,   i 201 6.   S h e   i s   c ur r e nt l y   a   s e ni o r   l e c t u r e r   w i t F a c ul t y   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M A R A   ( U i T M ) ,   S h a A l a m ,   M a l a y s i a .   H e r   c ur r e n t   r e s e a r c i nt e r e s t s   i nc l u de   a nt e nna s ,   m i c r o w a v e   s e n s o r s   a nd   f l e xi b l e   a nd  t u na b l e   e l e c t r o m a g ne t i c   d e v i c e s .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.