Indonesi an  Journa of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   23 ,  No.   1 ,   Ju ly   2021 , p p.  321 ~ 329   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v 23 .i 1 . pp 3 21 - 3 29          321       Journ al h om e page http: // ij eecs.i aesc or e.c om   no ve l  comp ac t  dual ba nd   RFID  hand held reade r ant enna  for  microw av e ISM  band  application       W ah ib a   Be l gacem,  M i l ou d   Bous ah la Sidi  Moh ammed   Meriah   La bora tor y   of   T el e comm unic at i ons of  Tlem ce n   ( LT T) ,   Dep art m e nt  of Te le comm unic a ti ons Fac u l t y   of Te chnol og y ,   Univer sit y   of   T l emce n,   Alger i a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Oct   1 7 , 202 0   Re vised  Ma r   2 8 , 2 021   Accepte J un  18 , 202 1       T h i s   p a p e r   p r e s e n t s   a   n e w   d e s i g n   o f   d u a l   b a n d   R F I D   r e a d e r   a n t e n n a   f o r   I S M - b a n d   i n d u s t r i a l   s c i e n c e   a n d   m e d i c a l   a p p l i c a t i o n s   a t   2 . 4   G H z   a n d   5 . 8   G H z .   T h e   a n t e n n a   i s   d e s i g n e d   a n d   p h y s i c a l l y   b u i l t   u s i n g   F R 4   s u b s t r a t e   a n d   t a k i n g   a   1 . 5   t h i c k n e s s ,   4 . 3   r e l a t i v e   p e r m i t t i v i t y   a n d   0 . 0 2 5   l o s s   t a n g e n t s .   D i f f e r e n t   s l o t s   h a v e   b e e n   i n t r o d u c e d   t o   r e d u c e   t h e   a n t e n n a   d i m e n s i o n s   a n d   t o   a c h i e v e   t h e   d u a l   b a n d   f o r   m i c r o w a v e   I S M   b a n d   a p p l i c a t i o n .   T h e   d i m e n s i o n   o f   t h e   p r o p o s e d   a n t e n n a   i s   34  ×   3 4   ×   1 . 5   m m 3 ,   w h i c h   i t   c o u l d   b e   e a s i l y   i n t e g r a t e d   i n t o   R F I D   r e a d e r s .   N u m e r i c a l   s i m u l a t i o n s   h a v e   b e e n   p e r f o r m e d   u s i n g   c o m p u t e r   s i m u l a t i o n   t e c h n o l o g y   ( C S T )   M i c r o w a v e   S t u d i o   s o f t w a r e .   A   p a r a m e t r i c   s t u d y   w a s   i n v e s t i g a t e d   i n   o r d e r   t o   s h o w   t h e   e f f e c t   o f   s l o t s   v a r i a t i o n   a n d   t o   o b t a i n   t h e   d e s i r e d   f u n c t i o n a l   c h a r a c t e r i s t i c s .   E x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   s h o w   a   g o o d   a g r e e m e n t   w i t h   r e s u l t s   o b t a i n e d   b y   s i m u l a t i o n s .   A   s a t i s f a c t o r i l y   o m n i d i r e c t i o n a l   f o r   t h e   r a d i a t i o n   p a t t e r n s   a c r o s s   t h e   a n t e n n a   o p e r a t i o n   b a n d s   w a s   o b t a i n e d .   Ke yw or ds:   Com pu te sim ulati on   te chnolo gy   RFID   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  B Y - SA   l ic ense .     Corres pond in Aut h or :   Wah i ba  Be lgac e m   Lab or at ory   of   Tel ecom m un icati on of Tlem cen  (LTT )   D epa rtm ent o f Te le com m un icati on s   Faculty  of Tec hnology,   U nive rsity  o f  Tlem c en,   Alge ria   BP 230  -   1 3000 C heto uan e  T lem cen,  Algé ri a   Em a il : belgacem _w ahiba@ya hoo.fr       1.   INTROD U CTION     Ra dio   fr e quen cy   identific at io ( RFI D )   is  a   te chnolo gy  a uto m atical ly   enco de or  sto res  dig it al   data   into  a RF ID   t ags  (also  know as  RF I tra nspon der s ).  RFI tra nspon der   is  aff ixe t a obj ect a nd  wh ic per m it to  rad io  wav de vice  read i ng   or   tr ackin data  re gardin the  obje ct   rem otely.  In   co ntrast  to  ba r - c ode   te chnolo gy,  w hich  requires   that  co des  pr i nted  on  la bel  pass  in   dire ct   view  i f ront  of   a op ti cal   r eader  t al low  the   c orr esp onding  data   to  be  read,  R FI D   ta gs  can   be   rea without   di rect  li ne  of  sig ht   [1 ] - [ 25] T his   ease  an s pee of  read i ng   m ake  RFID  te chnolo gy,  par t ic ularly   su it abl for  la r ge  num ber   o f   ap plica ti on s   wh e re  th in di vidual  rea ding   of  each   ba c od e   w ould  sl ow  dow the  i nfo rm ation   ac quisi ti on   proces s.  T he  RFID   syst em   consi sts  of   a RFID   ta th at   con ta ins  a integrate ci r cuit  connecte to  an  a nten na   and   encapsulat ed   in  protect ive  br ac ket,  w hich   de pends   on  t he   nee ds   of  the   inten ded  ap pli cat ion   a nd  an   RFID  read e is  rece iver,   tr ansm it ter   co ntr olled b m ic ro proces so or  di gital   sign al  p r ocess or.  Usi ng   a a nt enna   to  wh ic it   is  c onnected the  r eader  “ca ptu r e s”  the  data  store in  the  ta gs   and   the tra nsm it it   to  com pu te r   for pr ocessi ng  [1 ]   Ma ny  operati ng  f reque ncies  hav e   bee assi gn e t the  R FI D   syst em s,  t her a re  the   lo w - fr e quency   (LF)  ar ound  125  K Hz,   t he  hi gh - f reque ncy  (H F a rou nd   13. 56  MHz,  t he   ultra - high - fr e qu e ncy  ( U HF)   from   860  M Hz  t 960  M Hz  a nd   the  m ic ro wa ve  ba nd  (M W ar ound   2.4 G Hz  or  5.8   GH z T he  im portant   com po ne nts  i the   RFI s yst e m   are  the  read e a nd  t ag  a nten na,   a nd  their  ca pa bili ty   determ i nes  th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   23 , N o.   1 Ju ly   2021 3 2 1   -   3 2 9   322   perform ance  of   the  w ho le   syst e m RFID   te ch no l og ie require  a ntenn a with  s m al siz es  an hi gh   perform ances  su c as  a   la r ge   ba ndwidt h,   a   m ul ti - band  operati on   [3 ] - [ 10]   and,  high  ga in  [ 1 1],  [ 12 ] Ther e   exists  var i ou t echn i qu e to  re al iz m ult i - band  anten na,   for  exam ple,  m et a m at erial   te chnolo gy  [ 6],  [ 14 ] ,   [15 ] m ul ti la ye su bs tra te [ 14 ] fr a ct al   te chn olog [ 6],  [16 ] slot  reacti ve  loadi ng   [ 4] an [ 1 7 ] - [ 20 ] slot  loadi ng  can  not  on ly   reali ze  antenna  m ulti  ban d,   bu al so   reali ze  broadba nd   and   m iniat ur iz at ion nu m ber   of   anten nas  hav been   pro posed   pr e viously   [ 4] ,   [13],   [16 ] - [ 33 ].   H ow e ve r,   m any  of   them   they   are  not  c om pact   and s om eti m es  a physi cal  r eal isa ti on   of  t he  a nten na  is  dif ficult  in real it y.    In  this  pap e r,  we  pro po se   ne desig of  com pact  and  lo prof il du al   band  R FID  rea der  ante nn for  IS band  app li cat io n.   O ur   a nte nna  is  with  one  co nn ect ion   port  du a lban rea der   a nten na.   T wo   c onnecti on   ports  dual - ba nd  rea der  ante nna  puts  a dd it ion al   requirem ent  on  s uffici ent  port  is olati on   [ 25 ] T he  desig init ia ll beg ins   with   c onve ntion al   recta ngular  m ic ro strip   patc a nten na T hen   an   inte rm ediat desig is   giv e wit intr oducin five  C - sh a pe  sl ots  to   achieve  t he  dual   ba nd  an t im pr ov e   ra diati on   c har act er ist ic su c as  r et urn  loss  an gain Finall y,  ne la st  desig is  pro posed   by  int r oducin a noth er  recta ngular  slot  in   the  cente to  th rad ia ti ng   el em ent  to  achieve  each  resona nt   fr eq uen cy   ( 2.4  GH a nd  5 . GH z an to  obta in  good  ada ptati on  an gain  in  bo t f reque ncies.  good  cha racteri sti were  achieve by  us in slots  te c hn i qu e .   All  ante nn a   str uctu res  a re  de sign e a nd  a na ly sed   usi ng  c om pu te sim ulati on   te c hnology  (CS T)   Mi crowa ve   Stud i softwa re.  detai le desig proce ss  and   pa ra m et ric  stud was  pe rfor m ed  an disc us s ed.   A   si m ulati on   an exp e rim ental   stud ie a re  gi ve f or   our  fina new   a nten na.  The  a nten na  was  physi cal ly   bu il t   us in FR substrat in  te le com m un ic at ion la borat or y,   Tlem cen.  We  prov i de  com par ison   be tween   exp e rim ents  and  sim ulati on res ults  of  t he  anten na  retu rn  loss.   T he  a nte nn a   ha a   go od  a gr eem ent  be tween   m easur em ents  and  sim ulati on s.   Finall y,  we  validat ou re su lt an we  noti ce  that  ou new  ante nn a   de sig has  com par a ble  dim ension   and   offers  be tt er  adap ta ti on  and   gain  value com par ed  wi th  so m oth er  recent   publishe a nte nn a s in  li te ratu res.       2.   PREPO SED  AN TE NNA   The  str uctu re  of the  pro posed R FI D rea der   a nten na  is  giv e n i Fig ure   1. T his an te nn a  is s i m ulate on   com pu te sim ulati on   te ch no log (CST s of t war e.  Desi gn e on  lo cost  FR su bst rate  that  has  per m it t ivit of   4.3,  l os ta ngent  of  0.025  a nd  c om pact  siz of  ( 34  ×  34  ×  1.5)  m m 3 The  rad ia ti ng  pa tc i s   connecte t rectan gu la fee d - li ne  with  w idth  of  W 3   3.89   m m   and   le ng t of  h 3   10  m m .   On   the  oth e side  of  t he  s ubstrat e,  c ondu ct ing   par ti al   gr ound  plane,  wi th  width  of  34  m m   a nd  le ngth   of  h 1   m m is   placed.   The  patc an the  gr ou nd   pl ane  are  both  m ade  of   co ppe m a te rial   with  thicknes 0.035  m m The  antenn is  connecte to  50   Ω  S MA  connect or   for  signa trans m issi on The  width   of   the  m ic ro stri feed - li ne  is  ad justed   to  im pr ove  m at ched   im ped a nce.   Ta ble  sho ws  optim iz ed  dim en sion of  t he  patch,  slots ,   gro und  plane  a nd  substrat e.   S lots  we re  em bed de i the  pri nted  patch   to  a chieve  t he  pro po s ed  a nten na  desi gn   and   th desire resonan f re quency,  an to  al so   im pr ov the   return  loss Se ver al   opti m iz ation   pr ocesses  were   app li ed   by  u sing   c om pu te si m ulati on   te chnolo gy  (CS T softwa re.  W pro per ly   sel ect   the  dim ension s ,   po sit io ns  a nd  num ber  of sl ots.             Table  1.Op ti m i zed  dim ensions of the   pro po se R FID  du al   ba nd r e ader ante nn a   Para m eters   Prop o sed  Anten n a ( ANT3 )   Di m en sio n s [ m m ]   H   h 1   h 2   h 3   h 4   W   W 1   W 2   W 3   R 1 =R 2 =.. .=R 5   34   9   12   10   18   34   22   8   3 .89   5       Figure  1. The   geo m et ry o t he  prop os ed  RF ID   dua l   band  read e a nten na       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       A novel  c omp ac t dual  band R FID ha ndheld   rea der an te nna f o microw ave  ISM  band…   ( Wa hiba Belg ac em )   323   3.   DESIG P R OCEDU RE   In   Fi gure   2,  w propose  fi rst  desig ante nna  ( AN T 1).  conve ntion al   r ect angular  m icr os t rip  patc h   anten na,   w hich   is  design e by   app ly ing   e qu a ti on of  the  tra ns m issi on   li ne  m od el   to  reso na te   aro un 2.4  GH z   IS ba nd,  see  [1 1 ] rectan gu la ra diati ng  patch  is  placed  on  the  t op   side  of  the  FR4  su bst rate  an i is  fe with  a   m ic ro strip  li ne On  ba ckside   o t he   substrat e,   pa rtia gro und  plane   is  em bed de d.  T he  siz e   of  this  anten na  ( AN T 1),  it per f or m ance  an it char act erist ic shou l m ee the  RFID   syst em   r equ i rem ents.  Then,  in   order   t achie ve  the  du al   ba nd,  an oth e an te nn str uctu re   (ANT 2)   is  pr opos e in   Fi gure   by  a dd i ng   five     C - sh a pe  slots.  Howe ver   this  anten na  was  not  adap te to  the  desir ed  re sonant  f re qu e nci es.  The refor e to  al so  achieve   this,   new  de sire a nt enn a   ( ANT3 is  finall obta ined see   Fig ur e   2.  Se ver al   op tim iz at ion   pr oc esses  wer a pp li e t fill fu ll   or  sat isfay   each  res on a nt  f reque nc y.  Anothe rec ta ngular  slot  was  intr oduce in  th e   center  to  the  ra diati ng   el em ent.  Then,  geom et rical   m od ific at ion   of   the  s lot  di m ension s   was  app li e to   boos the  anten na  c ha racteri sti cs.  I pa rtic ular  to   ob ta i good  ada ptati on   a nd   gain  i bot f reque ncies.   Thes e   anten nas  ar pri nted  on  the  f ront  side  of   F R4  substrat with  the  sam par ti al   gro un pla ne.   T he  pro posed   anten na AN T3  g ive du al - ba nd c har act e risti c co ver i ng 2.4  GH z  and  5.8 G Hz.         AN T  1     AN T  2     A NT  3     Figure  2.  A nte nn a  d e sig a nd sim ulatio e voluti on  process       com par iso of   the  ev olu t ion   the  retu r losses  of   the   three  pro po se struct ur es  de sign as  functi on  of  f re qu e ncy  is  give in   Fi gure   3.  We  noti ce  that  the  first  a nten na  (ANT 1)  wa ada pted   ne ar   the   desire fr e que ncies.  The   sec ond  desi gn  ( A NT 2)   with   five   slots  has  a   poor  retu r lo ss  f act or   a nd  t her e   exists  a   fr e qu e ncy  dev i at ion   from   the  desire fr e qu encies,  i.e   2.4   G Hz  a nd  5.8   G Hz.   Finall y,  f or   t he  la st  a nten na   desig ( A NT3),   we  noti ce  that  the  ret urn  loss  an the  i m ped ance  m atch in was  im pro ved   by  ad di ng   the   rectan gu la slo and   with  a dju sti ng  it di m e ns io an posi ti on   al ong  the  rad ia ti ng  el em ent.  The  a nten na  wa s   adap te at  t he e xact f reque nci es.           Figure  3. Sim ulate retu r los ses v e rs us   fr e quency  f or  t he  t hr ee  d esi gn e d anten nas       3.1.    P ara me tr ic  st ud y   par am et ric  stud of   t he  propose a nten na   was  pe rfor m ed  us in CST   Mi cro wa ve  Stud i o.   In  fact,   we  va riat the   slot  (rec ta ng ular)  wi dth le ng t h,   a nd  t he   posit ion   t s ee  their  ef fect on  the  im ped ance   m at ching   an t opti m iz the  final  desi gn.  Howe ver,  the  on ly   one  that  has  sig nifica nt  eff ect   on   t he   resu lt Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   23 , N o.   1 Ju ly   2021 3 2 1   -   3 2 9   324   ob ta ine is  t he  slot  widt h.   T he   Fig ure   4,   s ho ws  c om par ison   grap of   t he   evo l utio of  t he  ret ur lo sse w hen   the  slot  widt i incr eased   f rom   2. m m   to  m m W he re,   the  retu rn  loss   peaks  wer e   inc reased   by  inc re asi ng  the  slot  widt h.   Table  2   pr ese nt com par ai s on  of  the   obta ined   res ults  in  t erm of   im ped ance  m at ching ,   gai and the  volt age   sta ndin g wa ve  r at io  (VS W R ) .           Figure  4.  Re tur lo sses  for di f fer e nt w i dth   va lues  W2 of sl ot       Table  2.  T he  sim ula ti on  r e su lt s an te nn a  for d iffer e nt  values   of slot  width     W id th    [ m m ]   Retu rn lo ss  [ d B]   Gain [ d Bi]   VSW R   f=   2 .4  G Hz.   f=   5 .8 GHz.   f=   2 .4   G Hz.   f=   5 .8 GHz.   f=   2 .4 GHz.   f=   5 .8 GHz.   W 2 =   2 .5   - 1 2 .77                    - 1 1 .04   1 .63                                      4 .61   1 .61                               1. 7 9   W 2 =   5   - 1 3 .26                  - 1 1 .2 3   1 .64                                      4 .76   1 .59                               1. 7 7   W 2 =   6 .5   - 1 4 .74                 - 1 1 .66   1 .66 9                                4 .96 2   1 .44                                 1 . 7   W 2 =   8   - 1 8 .53                  - 1 2 .0 7   1 .72 4                                   5 .02   1 .26                                 1 . 6 6       4.   SIMULATI O NS   A ND R ES ULTS   In   th f ollow i ng,  we  prese nt  so m oth er  si m ula ti on of  the  pr opos e a nten na  to  in ve sti gate  the  bi - band  ope rati on  prop e rtie s,  f or  exam ple,  to  sh ow  res ults  of  rad ia ti on  patte r ns the  gain,   t he   eff ic ie ncy,  a nd   the   current  distri buti on     4.1.      Ret u rn l os versu s f r e quenc y   The  Fig ure   sh ows  the  sim ulati on   res ult  of   the  ret urn  loss  versus  frequ e ncy  of  th pr op os e d   anten na.   T he  grap sho ws  cl early   that  the  design   pr ov i des  good   ret urn  lo ss  of   −1 8.9 dB   and   −1 2.09   dB  at   the  operati ng  f reque ncies  2.4  GH a nd  5 . GH respec ti vily The  Fig ur sho ws  the  si m ula ti on   res ult  of   the   vo lt age  sta nding   wa ve  rati (V S WR)  as  functi on  of  fr e qu e ncy.  T he   si m ulati on   dem on strat es  th at   the   anten na  is  well  ad a pted  a nd  prov i des  a  b et te r   VSW R  of  1.2 6 at  2 . 4 G Hz  a nd  1.66 at  5.8 G Hz.           Figure  5. Sim ulate r et ur los s v e rsus fre qu e ncy of  the pr opos e a nten na       Figure  6. V S WR  of the  pro po sed  a nten na   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       A novel  c omp ac t dual  band R FID ha ndheld   rea der an te nna f o microw ave  ISM  band…   ( Wa hiba Belg ac em )   325   4.2.      Radia tio n pat terns an d gain   Fig ure s   prese nt s   3D   ra diati on   patte r at   t he  res on a nt  fr e qu e ncies  2.4  a nd  5 . GH z o the  ante nna.   Fo the  tw fr e qu e ncies,  we  noti ce  that  the  rad ia te powe r   is  con cent rated   al on the  x - plane.   T he  Fig ur sh ows  the  gain   at   the  op erati ng  fr e quency  ba nd for  the  pr opose a nten na.  The  gain  ob ta ined  of  this  ant enn a   is  equ al   to   1.7   dBi  at   2.4  G Hz  an d   dBi  at   5.8  G Hz.   W her e these  gai ns   sat isfy  the  r equ i rem ent  of   RFID  app li cat io ns   in   far   fiel d.  Fig ure pr es ent  the  2D  ra diati on  patte r in  the   E - pla ne  an H - pla ne  at   the  re so na nt   fr e qu e ncies  2. an 5.8  G Hz   of   the  ante nn a W noti ce  that  in  the  E - pla ne   an H - pla ne   the  anten na  r adiat es  bid irect io nally  at 2.4  GH z  and  provides  an o m nid irect ion al  r adiat io n patt er at   5.8 GHz .         (a)     (b)     Figure  7. Sim ulate 3D  rad ia t ion   patte r ns  at  (a)   2.4 G Hz  a nd  (b) 5. 8 GH z           Figure  8.   Sim ulate gai n of  t he  prop os ed  an t enn a  v e rs us   fr e qu e ncy         (a)     (b)     Figure  9. Sim ulate 2D  rad ia t ion   patte r at   2.4 G Hz  ( a) a nd  5 . 8 G Hz  ( b)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   23 , N o.   1 Ju ly   2021 3 2 1   -   3 2 9   326   4.3.      S urf ace  current  distri but io ns     Fig ure 10   s ho ws  the  sim ulatio res ults  of   s urface  cu rr e nt  distrib utions   of   the  anten na  at   fr e qu e ncies  2.4  an 5.8  G Hz.   We  noti ce  that  the  cu rr e nt   is  con ce ntrated  on  the  m ic ro strip  li ne  a nd  arou nd   t he  slot Also,   strong  distri bu t ion at   2.4  G H z,  th os a re  c oncent rated  nea the  rig ht - e dg of  the  patc h.   Wh e re,   the  radi at ion   char act e risti cs  are  sta ble.  W e n otice   th at   pe rfor m ances  are   s tro ng ly   af fecte by  the num ber   a nd  ra diu s   of  slots   and b y t he  m icr o - strip  f ee d - li ne dim ension s.         (a)     (b)     Figure  10. Su rfac e cu rr e nt  distrib ution o th pro po se d   a nten na  at   2.4 GHz   and 5.8  GHz       5.   P HYSIC AL  R EALI SA TI ON OF THE   CIRC UIT  ANT ENN A   In   Fig ur e   11,  s om ph ot ogra phs  wer e   ta ke of   t he  ph ysi cal   prototyp of  t he  du al   ba nd  RFID  Re ade anten na  us in FR4  s ubstrat (thick ness  of  1.5  m m relat i ve  per m it t ivit of  4.3   an l oss  t ang e nt  of   0.025 ).  The  Fig ur e   11 ( a )   presen ts   th fro nt  vie a nd  Fig ure  11( b )   sho ws  t he  back  vie w.  Th achie vem ent   of  th e   prototype  of   the  anten na  pe rm i ts  to  check   it per f orm ances  and   t validat ou resu lt obta ined  by   si m ulati on s.         (a)     (b)     Figure  11. Ph ot ographs o the  f a br ic at ed  an t enn a ,   (a)   Fro nt v ie w , (b Ba c k view       6.   MEASU REM ENT RES UL TS   We  us e ne twork  a naly ser  for  the  ex pe rim ent  or   the  m easur em ent  proce dure  to  ob s er ve  the   ref le ct io cha r act erist ic s,  as  sh ow in   Fig ure  12.   T he  m easur e a nd  si m ula te retu rn  loss  c urves  of  the   pro po se d   a nte nn a re  giv e in  Fig ur 13.  We  noti ce  that   the  m e asur ed  return  l os is  in  ag reem ent  with  the   si m ulate on acro s the  w ho le   op e rati ng   ba nd   with  a acc eptable  disc re pa ncy  f or   the  re so na nce  fr e que ncy   2.4 GHz  due t o t he  m anu fact uri ng tolera nce   and the e ff e ct   of the  feed i ng  cable.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       A novel  c omp ac t dual  band R FID ha ndheld   rea der an te nna f o microw ave  ISM  band…   ( Wa hiba Belg ac em )   327       Figure  12. Mea su re retu r n l oss usi ng a  netw ork  a naly zer           Fi gure   13. Mea su re a nd sim ulate retu r los s of the  pr opose a nten na       7.   PERFO R MANC COMP A RIS O N WIT H P REVIOU S PU BL I SHE LIT ER AT UR E   Table  su m m arized  c om par iso of   our  a nten na  a bove  and  so m oth e rece nt  published   ante nna s   in  te rm of   siz e,  ada ptati on  a nd  gai n.   It  is  c le arly   sh ow t hat  ou a nten na   has   c om par able  dim ension   a nd  offer s  a  bette r a dap ta ti on a nd  gain value s c om par ed  with  o t her ante nn as  g i ven in  [ 2], [4],  [5 ] .       Table  3.   Per for m ance co m par ison o f o ur   ante nn a  w it h s om oth e rece nt   a nt en nas  that  we fo und i li te rat ur e   Ref .   Ban d - wid e ( S1 1 < - 1 0  dB )   Size ( m m )   Gain  ( d Bi)   [ 2 Mon o p o le Ant en n a   2 .35 2 .7 4  GHz,  5. 2 6 .5 GHz   3 8   m m  x 3 5   m m  1 . 5   m m   1 .36 (dB i),  2.3  ( d Bi)   [ 4 p atch  anten n a   2 ,39 2 ,4 9 6  GHz,  5.5 8 5 6 ,1 6 4   GHz   2 6   m m  x 2 8   m m  x   1 ,6  m m   2 ,09 (dB i),  3,5 1  ( d Bi)   [ 5 m eta m ateri al    m i cros trip  an ten n a   2 .37 2 2 .52 1  GHz,  5.7 1 3 6 5 .921GHz   3 4   m m  x 3 4   m m  x   1 ,6  m m   1 ,92 5 (dB i),  3,3 8 5 ( d Bi)   Prop o sed  anten n a   2 ,26 2 ,6 8  GHz ,   4 . 5 3 6     5 .985 GHz   3 4   m m  x 3 4   m m  x   1 ,5  m m   1 .7 (dB i),  5  (dB i )       8.   CONCL US I O N   ne desig of   com pact  and   low  pr of il dual   band  RFI read e anten na  f or  IS band   app li cat io ns   ha bee pro pose d,   im ple m ented  a nd  m easur e d.   G ood  cha rac te risti cs  wer e   a chieve by  us ing  the  slots  te chn i qu e Nu m erous  slots  ha ve  bee intr oduce al ong  the  le ngth  of   the  rad ia ti ng  el e m ent  to  red uc th e   anten na  dim ension s to  ac hieve  the  du al   ba nd   a nd  to  im pr ov rad ia ti on  c har act erist ic s uch   as  retu rn   l os a nd  gain.  A  g oo a gr eem ent  betw een  m easur em ent  an the r es ult  of   sim ulati on s,  wh ic h   valid at this  anten na O ur   anten na  is c ov erin dual  b a nd w it h g ood c har act erist ic s.       FUNDI NG   This  resea rch   was  sup ported   by  the  Director at e - Ge ner al   of   sci entifi r esearch  a nd   te chnolo gical   dev el op m ent  (P r oject   no.  22 / Un i v. Tle m c en/D GRSDT:   “An te nn as  de si gn   a nd   op tim iz at ion   for   RFID  syst e m s”.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   23 , N o.   1 Ju ly   2021 3 2 1   -   3 2 9   328   ACKN OWLE DGME NTS   The  a uthor w ou l li ke  t grat efu ll ack nowled ge  P r.   FE HA M oham ed,   from   STIC  la borato ry  of   the Unive rsity  o f  Tlem cen,  for his t ech nical   su pp or t i n pro vi din g t he  e xper i m ental  d at a.       REFERE NCE   [1]   Fink enz eller ,   RF ID  Handbook:  Fundam ent al s   and  Applicati on in  Conta ctless  Sm art   Cards  and  Ide nti f ic a ti on ,   3rd E dit io n.   Joh Wile y   and  Son s Inc .   New York .   2010,   doi:   10. 10 02/0470868023.ch9.     [2]   A.  El   Ham rao ui,  E.   Abdelmounim ,   J.  Zbi tou,   H.  Benni s,  M.  La t rac h,   "A   New  D esign  of  CP W - Fed  Dual - Band   Mon opole   Ante nna  for  RF ID  Rea der s, "   Int ern ati onal  Journal  of  El e ct ri cal   an Computer  Engi nee ring ,   vol.   8,     no .   2 ,   pp .   1040 - 1047,   2018 ,   doi :   10. 11591/ijece. v 8i2. pp1040 - 104 7.     [3]   Ankita   B at t R uchi ,   Multi ban Microstri p   Pa tc h   Ant enna   fo r   RF ID  Applic a t ions ,   In te rnati onal  Journal   of  Adv anc ed Re sea rch  in  Comput er  and  Comm unication Engi ne erin g ,   vol .   5 ,   no .   8 ,   2 016 .   [4]   Y.  Hac himi,  Yas sin Gm ih,   E.   Makroum ,   A.  Farc hi,   " compac dual - band  an te n na  inc lud ing  s y m m et ric al   slots  f or   2. 45/5. GH h an dhel RF ID  rea der   applicati ons,"   2018  4th  Inte rnationa Confe renc on  Optimizati on  an Appl ic a ti ons ( ICOA) ,   2018 ,   doi :   10. 1109/ICOA.2 018. 8370532.     [5]   A.  Enna j ih,   B .   Nasiri,   J.  Zbi tou ,   A.  Err k ik,   M.  La tr ac h ,   "A   New  Design  of  Com pac Meta m at er ia Ant enna   for   RF ID Handhe ld A ppli cations, "   Majl esi   Journal of  E le c tric al   En gine ering ,   vol .   1 3,   no .   2 ,   pp .   41 - 47,   2019 .   [6]   J.  Anguera ,   E.  Marti ne z,   C .   Pu ent e ,   C.   Borja,   J .   Soler ,   "Broad - band  dual - f req u ency   m ic rostr ip  pat ch  antenna   w it h   m odifi ed  Sierpins ki  fr ac t al   g eo m et r y , in  An tennas   and  Propagati on,   I EE E   Tr ansacti ons  on ,   v ol.   52,   no .   1 ,     pp.   66 - 73 ,   2004 ,   doi:   10. 1109 /TA P.2003. 822433.     [7]   N.   M.  Sahar ,   M.   Islam ,   N.   Mis ran ,   Design  of  dual band   ant e nn for  RF ID  appl i ca t ions,”   In te rna ti onal  Journal  of  El e ct rica l   and  Computer  Engi ne ering  (IJ ECE ) ,   vol.  9,   no.   4,   pp.   3146 - 3152 ,   2019 ,   doi :   10. 11591/ijece. v 9i4. pp3146 - 315 2.     [8]   F.  La i ,   Ji.  Yang ,   Y.  Chen ,   "Com pac Dual - B and   Circ ula r l y   Pola riz ed  Ante nna  Us ing  Double  Cross   Dipole f or  RF ID  Handhe ld  Rea der s , "   IEEE  Ant ennas  and  W irel ess  Propagat ion  Lett ers ,   vo l .   19,   no.   8 ,   pp.   14 29 - 1433,   2020,   doi:   10 . 1109/L A W P.2020. 3004881.     [9]   A.  Pande y ,   R.   Mishra   "Com pa ct   Dual  Band  Monopole  Ante nna  for  RF ID  and  W LAN  App li c at ions , "   Sc ie n c e   direc t ,   vol .   5 ,   no .   1 ,   pp .   403 - 407 ,   2018,   doi:   10. 1 016 /j . m at pr . 201 7. 11. 098 .   [10]   D.  Inserra ,   G.  W en,   Com pac Cross ed  Dipole   A nte nna  with  Mea nder ed  Serie Pow er  Divide for  UH RF ID   Ta and  Handhe ld  R ea de  Dev ic es , "   I EE Tr ansacti o ns  on  Ant ennas  and  Propagati on ,   vol.   67,   no .   6 ,   pp.   4195 - 4199,   2019,   doi :   10 . 11 09/T AP . 2019. 29 05926.     [11]   W .   Ahm ed,   Q.  F eng,   Zh .   Xiong,   and  MK . .   Khan,   Co m pac Univer sal  Antenn Desig for  UH RF ID  Handhe ld  Rea der ,   Progre ss   in  Elec tromag net i cs  Re sear ch   C , v ol .   91 ,   pp .   1 73 - 183,   2019 ,   d oi:   10 . 2528/PIE RC19012505.    [12]   W .   Ahm ed  and  F.  Quan y u an ,   " N ovel   Com pac CP   Antenn with  W ide   Axia Ratio  Bandwid th  for  W orldwid e   UH R FID   Handhe ld  Reader , "   Inte rnat i onal  Journal  of  Ant ennas  and  Propag ati on  2019 doi:   10. 1155/2019/ 24 97450.     [13]   A.  Enna j ih,   J .   Z bit ou,   M.   Latra c h,   A.  Err k ik,   L.  El   Abdel la oui ,   A.  Ta jmoua ti " Novel  Design  of  Mini at ur e   Meta m at er ia l   Anten na  for   R FID   Rea der   Applicati ons, ”  T ELKOMNIKA   (Tele communic a t ion,   Comput ing ,   El e ct ronics  and   Control) , v ol.   16 ,   no .   1 ,   pp .   94 - 1 01,   2018 ,   doi :   10 . 11591/i j ece. v7 i 6. pp3507 - 3514.     [14]   Y.  Jung  and  B.   Le e ,   " Dual - Ba nd  Circ ularl y   Polarize Micros tri RF ID  Rea d er  Antenna   Us i ng  Meta m at er ial   Branc h - L ine   Co uple r, "   I EE Tr ansacti ons  on  A nte nnas  and  Pro pagati on ,   vo l.   6 0,   no .   2 ,   pp.   78 6 - 791,   2012,   do i :   10. 1109/T AP . 20 11. 2167943.     [15]   M.  Iha m ji ,   El.  Abdelmounim ,   H.  Benni s,  M.  Hefna wi,   M.  Latra c h,   Design  of  C om pac Tri - band   Frac ta Anten n a   for  RF ID  Rea der s , ’’  Int ernati o nal  Journal  of  El e ct rica and  Computer  Enginee ring  ( IJE CE ) ,   vol.   7 ,   no .   4   pp.   2036 - 2044 ,   2017,   doi :   10 . 11 591/i jece . v7i4 . p p2036 - 2044.     [16]   Q.  Li u,   J.  Shen ,   J.   Yi n,   Hongl Li u ,   and  Y.  Li u,   Com pac 0. 92/2. 45 - GH Dual - Band  Dire ct ion al   Cir cula r l y   Polari z ed  Micro strip  Antenna   f or  Handhe ld  RF ID  Rea der   Appl ic a ti ons,   IEEE   Tr ansacti ons  On  Ant ennas  and  Propagati on ,   vo l.   63 ,   no .   9 ,   pp .   3 849 - 3856,   2015 ,   doi:   10. 1109 /TA P.201 5. 2452954.     [17]   A.  K.  Verm a ,   D .   Dube y ,   Y.   Kum ar  and  A.   K.  D.  Dw ive di ,   "D efe c ti ve   Ground   Struct ur For  C irc ul arly   Pol ariz ed  Microstri Ante nna  with  an  Irre gula Slot  for  2. 45  GH RF I R ea der , in  proc.   2017  3rd  Inte rn ati onal  Confe re nce  on  Adv an ce in Com puti ng,   Co mm unic ati on  &   Aut omation 201 7,   pp .   1 - 4 ,   doi :   1 0. 1109/ICACCAF . 2017. 8344680.     [18]   A.  Ham rao ui,   E.  Abdelmounim ,   J.  Zbi tou,   H.  B e nnis,  M.  La tr ac h ,   Com pac Dual - Band  Microstrip  Slot  Antenna  for  UH F   and  Mi cro wave   RF ID  Applic a ti ons,   1 1th  Inte rnationa Confe renc on  Inte lligen System s:  Theories  an Appl ic a ti ons ( SITA) ,   2016 ,   doi :   1 0. 1109/SITA. 20 16. 7772280.     [19]   A.  Ham rao ui,   El.  Abdelmounim ,   J.  Zbi tou,   L.   E l ab dellaoui,  H.  Benni s,  M.  La tr ach,  New  Co mpa ct   CP W - Fed  Dual - Band  Uni pla nar   Antenn a   for  RF ID   A ppli c a ti ons,   TEL KOMNIKA  (Tele communic a t ion,   Computing ,   El e ct ronics  and   Control) , v ol.   16 ,   no .   1 ,   pp .   102 - 109,   2018 ,   doi :   1 0. 12928/telkomnika. v16 i1. 7560 .     [20]   Younes  El   Hac himi,  Yass ine   Gm ih,   El   Mos t afa  Makroum ,   Abd el m aj id  Far chi ,   Minia turi ze d   Patc Antenn a   Desig ned  and  M anuf acture Us i ng  Slot' Techni que  f or  RF ID  UH Mobile   Applic a ti ons,”   Inte rn ati onal  Journal  of   El e ct rica and  Computer  Engi ne ering  (IJ ECE ) ,   v ol.   8,   n o.   6,   pp.   5134 - 5143 ,   2018 ,   doi :   10. 11591/ijece. v 8i6. pp5134 - 514 3.     [21]   Z.   X ing ,   K.  W ei,  L .   W ang,   and  J.   Li,  Dual - Band   RF ID  Antenna   for  0. 92  GH Ne ar - Fiel and  2. 4 GH Far - Field   Applic a ti ons , ”  I nte rnational   Jou rnal  of Ant ennas   and  Propagat io n 2017 ,   doi :   10 . 1155/2017/ 6803 019.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       A novel  c omp ac t dual  band R FID ha ndheld   rea der an te nna f o microw ave  ISM  band…   ( Wa hiba Belg ac em )   329   [22]   G.  Xiao  et  al.,   "P rint ed  UH RF ID  Rea der   Ant enna for  Pot ential  Retail  Appli ca t i ons,"  IE EE   Journal  of   Rad i o   Freque nc Id entifi ca ti on ,   vol .   2 ,   no .   1 ,   pp .   31 - 37 ,   2018,   doi:   10. 11 09/JRF ID.2018. 2823640.     [23]   H.  Ti z y i ,   F.  R io uch ,   A.  Na ji d ,   A.  Tri bak ,   Ange Media vi lla,   "D esign  of  Com pac Dua l - band  M ic rostrip  RF ID  Rea der   Antenn a,"   Inte rnationa l J ournal  of  M ic ro wave   and   Opti ca Techno logy , v o l.   11 ,   no .   2 ,   2016 .   [24]   R.   Caso,   A.  Michel,   M.  Rodri guez - Pino,  and  P.  Nepa ,   Dual - Band  UH F - RF ID/W LAN  Circ ula rl y   Polarize Antenna   for  Portable  RF ID  Rea der s,   IE EE  Tr ansacti ons  on  Ant ennas  a nd  Propagati on ,   vol.   62 ,   no.   5,     pp.   2822 - 2826 ,   2014 ,   doi :   10 . 11 09/T AP . 2014. 23 03971.     [25]   A.  Aza rb ar,  M.   Mashhadi,  J.  Ghali baf an,  Novel  Ci rcu l ar l y   Polarize d   Dual - band   Slot  A nte nna   for  RF I D   Applic a ti ons,   I EE E   GCC  Confer enc and   Ex h ib it ion  ( GCC) ,   Februa r y   19 - 22,   20 11,   Dub ai,  Uni ted  Arab  Emira te s ,   doi:   10 . 1109/IEEEGCC. 2011. 57 52511.     [26]   M.  S.  Kim   e a l.,   Adapti v TX   le ak age  ca n cele r   for  th UH RF ID  rea d er  fron e nd  using  a   dir ec t   leak y   coupl in g   m et hod,   IEEE T rans .   Ind.   E le c t ron . ,   vol .   61 ,   no 4,   pp.   2081 - 208 7,   2014 ,   doi :   10 . 1109/T IE . 2013. 2267932.     [27]   J.  K.  Pakkat hil l a m ,   M.  Kana gasa bai   and  M.  G.  N.  Alsath,   "Com pac Multi se rvice   UH F   RF I Rea der   Antenna   for  Nea r - Fiel and  Far - Fiel Opera ti ons,"  IEEE  An te nnas  and  Wirel ess  Propagation  Lett ers ,   vol.   16,   pp.   149 - 152 ,   2017,   doi :   10 . 11 09 /L AW P.2016. 2561960.     [28]   E.   Faria Ferna ndes,   et   al.,   2. 4 5. GH dual - band  pat ch  antenna   with  FS ref lector   for  ra d ia ti on  par amete r enha nc ement,”  I nt.   J. E l ectron. Com mun .   (AEÜ)  vol. 108 ,   pp.   2 35 - 241,   2019 ,   d oi:   10 . 1016/j.a eu e. 2019. 06 . 021.     [29]   D.  Ding,   J.  Xi a ,   L .   Yang  and  X.  Ding,   "M ult i obje c ti ve  Opt imization  Design  f or  El e ct ri call y   La rge   Cov era g e :   Fragm ent - T y pe  Nea r - Fiel d \ /FarF ie ld  UH RF ID  Rea der   Ant e nna  Design, I EE Ant ennas  and  Propagati o n   Magazine ,   vo l. 6 0,   no .   1 ,   pp .   27 - 37,   2018 ,   doi :   10 . 1109/MAP . 2017. 27 74140.     [30]   R.   A.  Olive r ,   Broken - loop  RF ID  rea der   an te nn for  nea f ie ld  and  far   fi el UH RF ID  ta gs,”   U.S.   Design  Pa ten t   D570 ,   337  S,   20 08 .   [31]   Ch.   Qi,   RW .   C orle ss ,   Low - power  and  Com pac Frequ ency   Hopping  RF ID  Rea der   at   5 . GH for   Sensing   Applic a ti ons i n   Space ,   I EE E   Jo urnal  of Radi o   F reque ncy Ide n ti f i cat ion ,   2019 ,   doi :   10. 1109 /JRF ID.2019. 2926698 .   [32]   A.  Batta,  Ruchi,  Multi band  Micr ostrip  Patc h   Ant enna   for   RF ID  Applic a ti ons,”   I JA RCCE  ( Inte rnational   Journal  of   Adv anc ed Re sea rch  in  Comp ut er  and  Comm unication Engi ne erin g ) ,   vol.   5 ,   no .   8 ,   2016.   [33]   A.   Borj a,   A.   Bel engu er,   J.   Ca scon,   J.   R.   Kelly ,   "A   Rec onfigu r abl Pass ive  UH Rea der   Loop  Antenna   for  Ne a r - Fiel and  Far - Fi el RF ID  Applic ations,"  Ant enn as  and  Wirel ess  Propagati on  Let te rs ,   IEE E v ol.   11,   pp.   580 - 583,   2012,   doi :   10 . 11 09/L AW P.2012. 2200870.         BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS       Bel gac em   W ahib a   was  born  in  Tl emce (Alg eria)   in   1991,   She   rec e ive m aster  degr ee  in   Te lecom m unic ation  fi ld  at   Tlem ce Unive rsit y   in  2014   and   Ph.D  studia n a t   Tl emce n   Univer sit y ,   Alg eri 2020 .   She  has  bee m ovin int new  rese arc ar ea an al y sis  and   design  sm art   antenna .   In  addi t io to  topi cs  in  sa t el lite   antenna   technolog y ,   she  is  pursuing  rese arc h   in   nove pl at form s such as   wea r abl e   RF ID t ec hno log y .         Mi loud   Bou sahl a   was  born  in  Sidi  Bel Abbès ,   Alger i a,   in   1969 .   He  rec e ive th dipl om of  stat engi n ee r   in  El ectroni cs  ( 1993)  from   the   Sidi  Bel Abbès  Univer sit y ,   Mag ist er  degr e in  El e ct roni cs  (1999)  and  doct or at deg ree   from   Abou  Bekr  Bel kaı Univer sit y   Tl em cen   (2012).   He  is  cur ren tly   Junior  Le c ture in  th Abou  BekrBe lkaıd  Univer sit y .   Al so  he  is  Junior  Resea rch er  withi the   Te l ec om m unic ations  La bora tor y.   He  works   on  design,  ana l y sis  and  s y nthe sis  of  ant e nna  and  conf orm al   ant enna   an the ir  appl i ca t ions  in   comm unic at ion and  rad ar  s y stem s.           Sid Mohamme Me ri ah   was   born  in  Tlem ce (Alge ri a)  in   1970.   He  re ceive th e   dipl om of  state  engi ne er  in  El e ct roni cs  (1992)  from   Nati onal   Pol y technic  Coll ege,   Magiste degr e e   in  El ectroni cs  (1997)  and  doctorat degr ee   fro m   Tl emce Univer sit y   (2005).   He   is  a   Senior  Lectu re in  Tl emc en  U nive rsit y   and  h is  the   Di recto of  th e   Te l ec om m unic ations  La bora tor LT T .   His  cu rre nt  r ese ar ch  int er est  in cl ude UW B   Antenna s,  ch ipl e ss   RF I Ta g,   Re fle c ta rr a y ,   heur isti sea rch   a lgori t hm ,   ana l y sis  and   design   sm art   ant enn a nd  arr a y   antenn as  pat t e rn  s y nth esis,   RAD AR  and  m ic rowave   i m agi ng  s y stems .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.