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 .   21 ,   N o .   3 M a r c h   202 1 pp.   15 84 ~ 15 93   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 21 .i 3 . pp 158 4 - 1593             1584       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   D e si g n   a n d   si m u l a t i o n   o f   a n   a d a p t i v e   b e a m   sm a r t   a n t e n n a   u si n g   M A T L A B       A ar o n   D o n   M .   A fr i c a ,   R i c a   R i z ab e l   M .   T agab u h i n ,   Jan   J ays o n   S .   D .   Ti r ad o s   D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r o ni c s   a nd   C o m m uni c a t i o ns   E ng i n e e r i ng D e   L a   S a l l e   U ni v e r s i t y ,   M a ni l a ,   P h i l i pp i n e s       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 S e 6 ,   20 20   R e v i s e N o v   19 ,   2020   A c c e pt e N o v   30 ,   2020       S i g na l s   t r a ns m i t t e o v e r   a   l o n g   r a ng e   of   di s t a nc e   m a y   pa s s   t hr o ug s e v e r a l   o bs t a c l e s   a nd  s c a t t e r ,   t a k i ng   m ul t i pl e   pa t hs   t o   r e a c t h e   r e c e i v e r .   B e a m f o r m i ng   a nt e nna s   a r e   c o nt r o l l e e l e c t r o ni c a l l y   t o   a dj us t   t he   r a d i a t i o n   pa t t e r f o l l o w i ng   t h e   f i r s t   r e c e i v e s i g na l .   T hi s   a l l o w s   t h e   a nt e n na   t o   m a xi m i z e   t he   r e c e i v e s i g na l   a nd  c o ns e qu e nt l y ,   s uppr e s s   t h e   i nt e r f e r i ng   s i g na l s   r e c e i v e d .   A   s m a r t   a n t e nn a   s ho ul be   a b l e   t o   di m i ni s no i s e ,   i nc r e a s e   t he   s i g na l   t o   no i s e   r a t i o ,   a nd  h a v e   be t t e r   s y s t e m   c o m pe t e nc e .   T h e   a da p t i v e   be a m   m a ke s   us e   o f   t he   s pa c i ng   o f   t he   s e v e r a l   a n t e nna s   a nd  t he   p h a s e   o f   t h s i g na l   o f   e a c a nt e nn a   a r r a y   t o   c o nt r o l   t he   s ha p e   a nd  di r e c t i o o f   t he   s i g na l   be a m .   T h i s   p a pe r   f o c us e s   o t h e   us e   o f   s m a r t   a n t e n na s   us i ng   a n   a da p t i v e   be a m   m e t ho a s   a   be t t e r   s y s t e m   f o r   t he   t r a ns m i s s i o o f   s i g na l s .   A   s i m ul a t i o be t w e e t he   e x i s t i ng   O m ni di r e c t i o na l   a nt e nna   s y s t e m   a nd  t h e   s m a r t   a n t e nna   s y s t e m   w i l l   b e   m a d e   a nd  c o m pa r e d .   T he   pa p e r   w i l l   di s c us s   t h e   c o r r e s po ndi ng   a dv a nt a g e s   t ha t   a   s m a r t   a n t e nna   s y s t e m   ha s   c o m pa r e t o   t he   O m n i di r e c t i o na l   a nt e nna   s y s t e m .   Ke y w or d s :   B e a m fo r m i ng    M A T L A B   O m n i d i r e c t i o na l   a nt e nna     S e n s o r   a rr a y   a n a l y z e r   S m a r t   a n t e nna     T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   A a r o n   D o n   M .   A f r i c a   D e pa rt m e n t   o f   E l e c t r o n i c s   a n Co m m u ni c a t i o n s   E n g i n e e r i ng   D e   L a   S a l l e   U n i v e r s i t y ,   M a n i l a   2401  T a f t   A v e . ,   M a l a t e ,   M a n i l a   100 4,   P h i l i pp i n e s   E m a i l :   a a r o n. a f ri c a @ dl s u . e du. p h       1.   I N TR O D U C TI O N     A nt e nna s   a r e   de v i c e s   t h a t   s e n a n r e c e i ve   e l e c t r o m a g n e t i c   w a v e s   ove r   a   l o ng  di s t a n c e .   A   t r a n s m i t t e r   a nt e nna   t a ke s   p h y s i c a l   e n e r gy   a n c o n v e r t s   i t   i nt o   e l e c t r i c a l   e n e r gy   a n i nt o   ra di o   w a v e s   t h a t   c a n   t r a v e l   m i l e s   a r o u n t h e   E a rt h   o r   t o w a r ds   t h e   a t m o s ph e r e   a nd  b a c t E a r t h.   A   r e c e i v e r   a nt e nn a   o b t a i n s   t h e   ra di o   w a ve s ,   t urn s   i t   b a c t o   e l e c t r i c a l   s i g na l s ,   a n i nt o   a   phy s i c a l   fo r m .   D i f f e r e n t   a nt e nn a s   a r e   us e t o   c a t e r   t o   di f fe r e n t   r e qui r e m e n t s   [1].   I n   a n t e nna   de s i g n,   t hr e e   f un d a m e n t a l   p r o pe r t i e s   s h o ul a l w a y s   be   c o n s i de r e d:   G a i n,   P o l a r i z a t i o n,   a n D i r e c t i o n   [2] .   G a i n   i s   t h e   i n c r e a s e   of   e n e r gy   of   t h e   r a d i o   w a ve s   by   t h e   a nt e nna .   It   i s   t h e   ra t i o   of   t h e   po w e r   r e c e i ve a nd  t h e   po w e r   t r a n s m i t t e d.   T h e   m e a s u r e m e n t   dB i   i s   us e w h e n   t h e   ga i n   i s   c o m pa r e t o   a n   i s o t r o pi c   a nt e nna ,   a n   i de a l ,   l o s s l e s s ,   a nt e nn a   t h a t   ra di a t e s   e qua l l y   i n   a l l   di r e c t i o n s   w i t h   a   ga i e qua l   t o   1 . 0.   T h e   m e a s u r e m e n t   dB i s   us e w h e n   t h e   ga i n   i s   c o m pa r e t o   a i de a l   l o s s l e s s   ha l f - w a ve   a nt e nna ,   w h o s e   ga i i s   e qua l   t o   2. 15   dB .   T h e   po l a r i z a t i o n   i s   t h e   o r i e n t a t i o n   o f   t h e   t r a n s m i t t i n s i g na l   o f   t h e   a nt e nn a .   L i n e a r   po l a ri z a t i o n   i s   w h e n   t h e   e l e c t r i c   f i e l a n t h e   m a g n e t i c   f i e l a r e   c o n s t ri c t e i n   o n e   pl a n e   a n t ra v e l s   i n   o n e   di r e c t i o n.   E l l i pt i c a l   o r   Ci r c u l a r   po l a ri z a t i o n   i s   w h e n   t h e   e l e c t r i c   f i e l a n t h e   m a g n e t i c   f i e l r o t a t e s   a s   t h e   s i g na l   pr o pa g a t e s .   T h e   d i r e c t i o n,   o r   d i r e c t i v i t y ,   i s   t h e   s ha pe   o f   t he   ra di a t i o n   pa t t e rn .   T h e   r a d i a t i o p a t t e rn  o f   a a n t e nn a   s h o w s   t h e   c o rr e l a t i o n   o f   t h e   po w e r   ra di a t e by   t he   a nt e nna   w i t h   i t s   d i r e c t i o n.   A n   a nt e nn a   c a b e   c l a s s i f i e b a s e o n   i t s   di r e c t i v i t y .   A o m n i d i r e c t i o na l   a n t e nna   ra di a t e s   e n e r gy   i a l l   di r e c t i o n s .   T h e   g a i o f   a 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       D e s i gn   and   s i m ul at i on  o f   an  adap t i v e   be am   s m ar t   ant e nna   u s i ng  M A T L A B   ( A ar on   D on   M .   A f r i c a)   1585   o m n i di r e c t i o na l   a nt e nna   i s   s m a l l e r   i n   c o m pa ri s o n   t o   a   di r e c t i o na l   a nt e nn a   [3] .   D i r e c t i o n a l   a n t e nna s   us e   di f fe r e nt   m e t h o ds   t o   fo c us   o n   t h e   di r e c t i o n   o f   t h e   r a d i a t e e n e r gy   i n   a   pa rt i c ul a r   di r e c t i o n .   T h e   l o nge di s t a n c e   c a b e   c ove r e by   t h e   ra d i o   w a v e s   ra di a t e b y   di r e c t i o n a l   a n t e nna s   [4 ].       2.   B A C K G R O U N D   O F   T H S TU D Y     A n   o m ni di r e c t i o n a l   a n t e nna   g i v e s   off   a   360 - de g r e e   h o r i z o n t a l   r a d i a t i o pa t t e rn   a n d   i s   us u a l l y   us e d   w h e n   a l l   di r e c t i o n s   n e e t o   b e   c ove r e i n   v a r y i n de g r e e s   of   ve r t i c a l   c o ve r a ge .   T h e   r a d i o   po w e r   c ov e r e b y   t h i s   t y pe   of   a n t e nna   i s   e qua l   i n   a l l   di r e c t i o n s   t ha t   a r e   pe r pe n d i c ul a r   t o   a n   a xi s .   T h e s e   o m ni di r e c t i o n a l   a n t e nn a a r e   f a i r l y   e a s y   t o   i n s t a l l   a n due   t o   i t s   s h a pe ,   a r e   a l s o   e a s y   t o   a t t a c h .   T h e   m a i n   di s a dv a n t a ge   of   t h i s   t y p e   of  a n t e nn a   i s   t ha t   c o ve r a ge   u n de r   t h e   a nt e nna   i s   po o r   [5].   Re c e n t   r e s e a r c h   t o pi c s   t h a t   a r e   do n e   due   t i m p r o v e m e n t s   a n a dv a n t a ge s   o ve r   t h e   o m ni d i r e c t i o na l   s y s t e m s   a r e   a b o ut   s m a r t   a n t e nna   s y s t e m s .   A   s m a r t   a n t e nn a   s y s t e m   i s   c o m pos e of   a   gr o up  o f   a n t e nn a s   t ha t   ha v e   s m a r t   p r o c e s s i n a l go ri t hm s   t h a t   c a b e   us e d   fo r   t h e   i de n t i f i c a t i o n   o f   s pa t i a l   s i g na l   s i g na t u r e s .   T h e r e   a r e   t w t y p e s   of   s m a r t   a nt e nna s   w h i c h   a r e   t h e   s w i t c h e be a m   s y s t e m s   a n t h e   a da pt i v e   a rra y   s y s t e m s .   T h e   c r e a t i o n   o f   a   r a di a t i o n   pa t t e rn   o f   a n   a n t e nna   a rr a y   i n   w hi c h   s i g na l s   a t   c e r t a i a n g l e s   c r e a t e   c o n s t r uc t i v e   i nt e r f e r e n c e   w h i l e   s i m u l t a n e o us l y   c r e a t i n a   de s t r uc t i v e   i n t e r f e r e n c e   i n   o t h e r   a ngl e s   i s   a   m e t h o c a l l e be a m f o r m i n w hi c h   i s   us e i n   t h e   a da p t i v e   a rra y   s y s t e m s .   B e a m fo r m i ng,   w h e n   e xe c ut e c o r r e c t l y ,   a l l o w s   a   s i gna l   t o   b e   fo c us e o n   a   di r e c t i o n   w h e r e   y o w a n t   i t   t o   go   a n i s   a   m e t h o t ha t   t h e   s m a r t   a n t e nna   s y s t e m   ut i l i z e s .   R a t h e r   t h a n   ra di a t i n a   s i g n a l   i n   a l l   di r e c t i o n s ,   us i n t h e   b e a m fo r m i n m e t h o a l l o w s   a   h i g h e r   s i g n a l   qua l i t y   t o   be   a c h i e v e d   w i t h o ut   t h e   n e e fo r   a   bo os t   i b r o a dc a s t i n po w e r .   T h o ug h   t h i s   m a y   b e   t h e   c a s e ,   us i n a   b e a m f o r m i n m e t h o r e qui r e s   h i g h   p r o c e s s i n a n d   ef f i c i e n c y   w h i c h   m a y   n e ga t e   t h e   a f o r e m e nt i o n e a dv a n t a ge s   i f   t h e   r e qu i r e m e n t s   a r e   n o t   m e t .   W i t t h e   de ve l o pm e n t   o f   t e c hn o l o g y   a n d   t h e   c o n t i n u i n r e s e a r c h   o w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n,   e xpe r i m e nt i ng  o t h e   s m a r t   a n t e nn a   s y s t e m ,   w h i c h   us e s   s p a t i a l   p r o c e s s i n g,   i s   o n e   o f   t h e   b e s t   t hi n gs   t o   e xpl o r e .       3.   S TA TEM EN T   O F   T H P R O BLE M   In   ra di o   c o m m uni c a t i o n s ,   t h e   o m ni di r e c t i o n a l   a n t e nna   i s   us e t o   b r o a dc a s t   s i g n a l s   f r o m   o n e   p o i n t   t o   a n o t h e r.   W i t h   t h e   us e   of   t h i s   a n t e nna ,   po w e r   i s   di s s i p a t e e q ua l l y   i n   a l l   di r e c t i o n s   t ha t   a r e   pe r pe n d i c ul a r   t o   a n   a xi s .   T h o ugh   t hi s   m a y   b e   u s e f ul   i n   s i m p l e   R F   e n v i r o nm e n t s ,   t h e   o m n i d i r e c t i o n a l   a nt e nna   s c a t t e r s   t h e   s i gna l   i s uc h   a   w a y   t h a t   o nl y   a   s m a l l   pe r c e nt a ge   o f   t h e   e n e r gy   i s   de l i v e r e t o   i t s   us e r s   d ue   t o   s c a t t e r i ng  t h e   s i g na l   i a n   u n f o c us e m a nn e r .   T hi s   s h o w s   a n   o b v i o us   l i m i t a t i o n   i n   t h e   di s pe r s i o n   o f   t h e   s i g n a l .   T o   b e   a b l e   t o   ut i l i z e   t h e   di s t r i b ut i o n   o f   a   s i gna l   m o r e   e f fe c t i ve l y ,   a   s m a r t   a n t e nna   s y s t e m   i s   t o   b e   us e d.   T h e   s m a rt   a nt e nn a   s y s t e m   c a n   dy n a m i c a l l y   r e a c t   t o   t h e   e n v i r o n m e nt   t ha t   i t   i s   p l a c e i n   w hi c h   i t u rn  p r o v i de s   a   s i g n a l   a nd  f r e que n c y   t h a t   i s   b e t t e r   s ui t e f o r   c o m m u n i c a t i o n s .   T h o ug h   t h e r e   a r e   v a r i o us   m e t h o ds   i n   t h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   a   s m a rt   a n t e nn a   s y s t e m ,   w e   foc us   o n   t h e   b e a m f o r m i n g   m e t h o a s   t h e   m a i p r o c e s s   fo r   t h e   s m a rt   a n t e nn a   s y s t e m .       4.   S I G N I F I C A N C O F   TH E   S TU D Y   In   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n s ,   i t   i s   e v i de n t   t ha t   t h e r e   a r e   l i m i t a t i o n s   t ha t   n e e t o   b e   ov e r c o m e .   A s   t h e   o m n i di r e c t i o na l   a nt e nna   ha s   v a r i o us   p r o b l e m s   t ha t   di r e c t   t o   t h e   c a p a c i t y ,   ra di o   p r o pa g a t i o n   e n v i r o n m e n t ,   e t c . ,   t h e   s m a rt   a nt e nn a   s y s t e m   i s   pr o po s e t o   s o l ve   t h e   p r o b l e m s   s t a t e d.   T h e   s m a rt   a n t e nn a   s y s t e m   s o l ve s   t h e   pr o b l e m s   by   i n c r e a s i ng  t h e   c ove r a ge   a n c a p a c i t y   of   t h e   s y s t e m   a n by   a ppl y i n di r e c t i o na l   f i n di ngs .   T hi s   f ur t h e r   i m p r o v e s   t h e   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n   s y s t e m   t ha t   i s   be i n c o m m e r c i a l l y   us e d.   W i t h   t h e   c o m pa r i s o of   a o m n i d i r e c t i o na l   a nt e nna   t o   t h e   s m a r t   a nt e nn a   s y s t e m ,   t h e   s t udy   a i m s   t o   s h o w   t h e   a dv a n t a ge s   o f   us i n g   t h e   s m a r t   a n t e nna   s y s t e m   i n   i m p l e m e n t a t i o n   r a t h e r   t ha n   u s i ng  a   s i m pl e   o m n i d i r e c t i o n a l   a nt e nna .   W i t h   a   b r o a de r   k n o w l e dge   of   i n f o r m a t i o r e ga r d i n s m a rt   a n t e nna   s y s t e m s ,   m a n y   o t h e r   a ppl i c a t i o n s   m a y   b e   ut i l i z e w i t h   a   b e t t e u n de r s t a n di ng  o f   t h e   p r o po s e s y s t e m .   T h e   s t u d y   w i l l   a l s o   s e r v e   t o   gi v e   a   b e t t e r   u nde r s t a n d i n g   of   w h a t   s p a t i a l   p r o c e s s i n a n d   b e a m f o r m i n g   do   c o n c e rn i n g   a   s m a r t   a nt e nn a   s y s t e m .   T h e   s t udy   a l s o   a i m s   t h e l r e a de r s   b e   a b l e   t o   s i m ul a t e   a n   o m n i d i r e c t i o na l   a nt e nna   a n a   s m a r t   a n t e nna   s y s t e m   t o   be   a b l e   t o   v a r i a t e   t h e   v a l ue s   fo r   c o m pa r i ng  a n c o nt r a s t i n pe r f o r m a n c e .   T h i s   w i l l   a l s o   s e r v e   a s   a   gr e a t   r e f e r e n c e   fo r   i n t r o duc t o r y   i n f o r m a t i o t o   t h e   b a s i c   t y pe s   of   a n t e nn a s   t ha t   a r e   a v a i l a b l e   w i t t h e   c urr e nt   t e c hn o l o g y .       5.   D ES C R I P TI O N   O F   T H E   S Y S T EM   5. 1 .   O m n i d i r e c ti o n al   an te n n a   p ar am e t e r s   A rra y   G e o m e t r y :   L i n e a r N u m b e r   o f   e l e m e n t s   =   2 S pa c i n E l e m e n t   =   m E l e m e n t :   Is o t r o pi c   A nt e nna P r o pa ga t i o n   S pe e =   3   108  m / s S i g n a l   F r e q ue n c y   =   300  M H z F i gur e   s h o w s   t h e   A rra y   G e o m e t r y   of   t h e   o m n i d i r e c t i o n a l   a n t e nna .   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 .   21 ,   N o .   3 M a r c h   2 021   :     1584   -   1593   1586       F i gu r e   1 .   A rra y   ge o m e t r y   of   t h e   o m ni di r e c t i o n a l   a n t e nna       5. 2 .   A d ap ti v e   b e am fo r m i n s m ar p ar am e te r s   A rra y   ge o m e t r y :   c i r c ul a r   p l a na r ra di u s   =   m s pa c i n g   e l e m e nt   =   0. 5   m e l e m e n t :   Co s i n e   a n t e nna pr o pa g a t i o n   s pe e =   10 m / s s i g na l   f r e que n c y   =   300  M H z F i gu r e   2   s h o w s   t h e   a rra y   ge o m e t r y   o f   t h e   s m a r t   a n t e nn a .           F i gu r e   2 .   A rra y   ge o m e t r y   of   t h e   s m a rt   a nt e nna       6.   M ET H O D O L O G Y   T h e   a pp l i c a t i o n   us e t o   s i m ul a t e   t h e   o m n i d i r e c t i o n a l   a nt e nna   a n t h e   a d a pt i v e   be a m f o r m i n s m a rt   a n t e nn a   i s   t h e   s e n s o r   a rra y   a n a l y z e r   a ppl i c a t i o n   i n   M A T L A B .   A   ph a s e a rra y   s y s t e m   t o o l bo a dd - o n   w a s   i n s t a l l e t o   a c c e s s   t h e   a ppl i c a t i o n.   T h e   a ppl i c a t i o n   r e qui r e s   t h e   us e r   t o   i n p ut   c e r t a i n   pa ra m e t e r s   t o   s i m ul a t e   t h e   a nt e nn a .   F o r   t h e   o m n i d i r e c t i o na l   a nt e nna ,   a   l i n e a r   a rra y   ge o m e t r y   w a s   s e l e c t e d,   t h e   n u m b e r   o e l e m e n t s   w a s   2,   t h e   s pa c i n e l e m e n t   w a s   s e t   t o   5   m ,   t h e   c h o s e n   a n t e nn a   e l e m e n t   w a s   a n   i s o t r o pi c   a n t e nn a ,   t h e   pr o pa g a t i o n   s pe e w a s   s e t   t o   3x108   m / s   a nd  t h e   s i g n a l   f re que n c y   w a s   s e t   t o   300  M H z .   F o t h e   a da pt i v e   b e a m fo r m i ng  s m a r t   a nt e nn a ,   t h e   a rr a y   ge o m e t r y   c h o s e n   w a s   a   c i r c ul a pl a n e   w i t h   t h e   r a di us   s e t   t o   m ,   t h e   s pa c i n e l e m e n t   w a s   s e t   t o   0 . m ,   t h e   c h o s e n   a n t e nna   e l e m e nt   w a s   a   c o s i n e   a nt e nn a   e l e m e n t ,   t h e   s pe e d   pr o pa g a t i o n   w a s   s e t   t o   3x108  m / s ,   a n s i g n a l   f r e que n c y   w a s   s e t   t o   300  M H z .   T o   b e   a b l e   t o   c o m pa r e   t h e   t w e ffe c t i ve l y ,   t h e   p h y s i c a l   pa r a m e t e r s   o f   t h e   t w o   a n t e nna s   w e re   ke pt   t h e   s a m e .   T h e   M A T L A B   s o ur c e   f i l e   w a s   e xt ra c t e f r o m   t h e   s e n s o r   a rra y   a na l y z e r .   F i gu r e   3   a n d   F i gu r e   s h o w s   t h e   M A T L A B   s o ur c e   c o d 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       D e s i gn   and   s i m ul at i on  o f   an  adap t i v e   be am   s m ar t   ant e nna   u s i ng  M A T L A B   ( A ar on   D on   M .   A f r i c a)   1587       F i gu r e   3 .   F l o w c h a r t   o f   M A T L A B   s o ur c e   c o de   fo r   o m ni di r e c t i o n a l   a n t e nna           F i gu r e   4 .   F l o w c h a r t   o f   M A T L A B   s o ur c e   c o de   fo r   a da pt i v e   b e a m f o r m i n g   s m a r t   a n t e nn a       7.   R EV I EW  O F   R ELA TED   LI TER A TU R E   A da pt i v e   be a m fo r m i n s m a r t   a nt e nna   c a n   b e   us e fo r   i n do o r   po s i t i o n i n s y s t e m s .   T h e   pa pe r   A n a l y s i s   o B e a m fo r m i ng  A nt e nna   f o r   P r a c t i c a l   I n do o r   L oc a t i o n - T ra c ki n A pp l i c a t i o n”   do n e   by   K i m ,   S . W . ,   a n C h o i ,   D . Y .   i 201 [6]   m a ke s   us e   o f   t h e   b e a m f o r m i ng  a nt e nna   a s   a   s i ngl e   a n c h o r   po i nt   t o   r e c e i v e   i n do o r   l o c a l i z a t i o n   s i g n a l s .   T h e   b e a m f o r m i ng  a n t e nna   us e i n   t h e   e xpe r i m e n t   i s   a   1 x4  a n t e nna   a rr a y   c o n n e c t e t o   a   4x4  B ut l e r   m a t r i x .   T h e   f u n c t i o o f   t h e   B ut l e r   m a t r i x   i s   t o   c ont r o l   t h e   d i r e c t i o o f   t h e   m a i l o b e .   T h e   a nt e nn a   a rr a y   i n pu t s   t h e   r e c e i v e s i g n a l   i n t o   t h e   B ut l e r   m a t ri a nd   i n   t u rn,   t h e   B ut l e r   m a t r i x   f e e ds   a   s i gna l   w i t h   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 .   21 ,   N o .   3 M a r c h   2 021   :     1584   -   1593   1588   v a r y i n p ha s e s   t o   e a c h   e l e m e n t   a n t e nna   t o   p r o duc e   a   di r e c t e s i gna l .   T h e   i n do o r   po s i t i o n i ng  s y s t e m   w a s   i m p l e m e nt e by   s e t t i n up  10  t a r ge t   l o c a t i o n s   l i n e up  i n   a   pe r i m e t e r   o f   a   h a l f - c i r c l e   e a c h   s e pa ra t e by   a a n gl e   o f   15o .   In   t h e   e xpe ri m e n t a t i o n,   i t   w a s   s e e n   t ha t   t h e   hi g h e r   t h e   s i g n a l   f r e que n c y   (be t w e e n   G H z ,   G H z ,   a nd  G H z h a a   m o r e   l i m i t e ra n ge   o a n g l e s   i t   c o ul de t e c t   due   t o   t h e   b e a m w i dt h   o f   t h e   m a i n   l o b e .   T h e   s y s t e m   c a n   de t e c t   t a r ge t s   m e t e r s   a w a y   f r o m   t h e   a n c h o r   po i n t .   A dd i t i o n a l l y ,   t h e   m a i n   l o b e   of   a   b e a m fo r m i ng  a n t e nna   c a n   b e   di r e c t e i n   t w o   di r e c t i o n s   a t   t h e   s a m e   t i m e ,   t h e   b e a m fo r m i n a nt e nna   i n   t h e   i n do o r   po s i t i o n i ng  l o c a l i z a t i o n   s y s t e m   c a n   a l s o   de t e c t   m ul t i pl e   t a r ge t s   a t   a   t i m e .   T h e   e xpe r i m e nt a t i o n   i n   t h e   s y s t e m   ut i l i z e s   t h e   s t e e ri n g   a n g l e   o f   t h e   b e a m f o r m i n g   a nt e nn a   t o   de t e c t   t h e   l o c a t i o n   o f   a   t a rge t   [ 7].   In  h i g h - s pe e da t a   c o m m u ni c a t i o n s ,   s m a r t   a nt e nn a   s y s t e m s   a r e   p r o m i n e n t l y   us e w i t v a ri o us   m o dul a t i o t e c hni q ue s .   T h e   a r t i c l e   CL - SA - O F D M :   C r o s s - l a y e r   a n d   s m a rt   a nt e nna   b a s e O F D M   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   e nha n c e m e nt   do n e   by   S h i v a pa n c h a ks h a ri ,   T . G . ,   a nd  A r a v i n d a ,   H . S .   i 2020  m a ke s   us e   of  s m a r t   a nt e nn a s   w i t h   t h e   m o dul a t i o n   t e c hni que ,   o r t h o go na l   f r e que n c y - di v i s i o n   m ul t i pl e x i n (O F D M ) .   W i t r e ga rds   t o   O F D M ,   a da pt i v e   b e a m fo r m i n c a us e s   pr o b l e m s   i n   t h e   de s i g n s   o f   m e di um   a c c e s s   l a y e r s   w h i c l e a ds   t o   c o m pl i c a t i o n s   i t h e   a da pt i v e   r e s o ur c e   a l l o c a t i o m e c h a ni s m .   V a r i o us   s m a rt   a n t e nna   m e c h a ni s m s   w e r e   us e t o   s ui t   t h e   n e e ds   o f   d i f fe r e n t   us e r s   w i t h   r e g a r ds   t o   t h e   qu a l i t y   of   s e r v i c e   [8].     S m a r t   a nt e nn a   de s i g n s   c a n   b e   ut i l i z e t o   i m p r o v e   t r a n s m i s s i o n   r a t e s .   T h e   a rt i c l e   S m a rt   a n t e nna   de s i gn   f o r   h i g h - s pe e m o v i n v e h i c l e s   w i t h   m i n i m um   r e t u rn   l o s s   do n e   by   S a r ka r,   M . ,   S i n g h,   A . ,   G up t a ,   S . ,   a n H a s s a n i e n,   A .   E .   i n   2020   m a ke s   us e   o f   a   m a c h i n e   l e a rni n t e c hn i que   f o r   t h e   de s i g o f   a   s m a rt   a n t e nn a   t h a t   c a n   i m p r o v e   t r a n s m i s s i o n   ra t e   w i t h   a   m i n i m i z e r e t u rn   l o s s .   T h e   e xpe r i m e n t   s ugge s t e a   fo ur - e l e m e nt   c y l i n d r i c a l   a n t e nna   a rra y   t h a t   w a s   w r a pp e a r o und  a   c y l i ndri c a l   s u r f a c e .   T h e   b a n dw i dt h   o f   t h e   pr o po s e d   de s i gn  w a s   s e t   a t   200  M hz   w i t h   a   c e nt e f r e que n c y   of   3. G H z   a nd  c o ve r e t h e   r a nge   o f   3 - 3. G H z   w i t a   ga i n   o f   4. dB i .   T h e   de s i g n   t ha t   w a s   s ugge s t e w a s   l ow   pr of i l e   a n w a s   t h e o r e t i c a l l y   us a b l e   i n   h i g h - s pe e a v i o n i c   a p pl i c a t i o n s .   T h e   s t u dy   w a s   m a de   t o   s o l v e   a   pr o b l e m   c o n c e rn i n g   t ra n s m i s s i o p r o c e s s e s   i n   hi g h - s pe e m o v i n v e h i c l e s   a n d   t h e   g r o w i n g   c o n c e rn  o f   pow e r   c o n s u m pt i o [9] .   A da pt i v e   B e a m fo r m i ng  m a y   a l s o   be   us e i n   h i g h - s pe e m o b i l e   c o m m u n i c a t i o n s .   T h e   a rt i c l e   A da pt i v e   Be a m f o r m e r s   f o r   H i gh - S pe e M ob i l e   Co m m uni c a t i o n   do n e   by   V .   D a kul a g i   a n M .   A l a g i r i s a m y   i n   202 c o m pa r e v a r i o us   b e a m f o r m i n t e c hn i que s   s uc h   a s   l e a s t   m e a n   s qu a r e ,   r e c u r s i v e   l e a s t   s qua r e ,   a nd  s a m pl e   m a t r i i n v e r s i o n   t o   p r o v e   t h a t   a   p r o po s e f a s t   c o n j uga t e   g ra di e n t   m e t h o w a s   s upe r i o r   t o   t h e   e xi s t i n g   b e a m fo r m i ng  a l go r i t hm s   a n d   w a s   m o s t   s u i t a b l e   f o r   h i g h - s pe e m o b i l e   c o m m u n i c a t i o [1 0].     P r e v i o us   s t udi e s   o n   a da pt i v e   be a m f o r m i n a l go ri t hm s   h a v e   a l s o   be e n   m a de .   T h e   c o n f e r e n c e   pa pe r   P e r fo r m a n c e   A n a l y s i s   of   A da pt i v e   B e a m fo r m i ng  A l go r i t hm s   do n e   by   P .   R .   J e r i po t ul a   a n B .   R a j e n d ra   N a i i 2018   a na l y z e t w o   b e a m fo r m i ng  a l go r i t hm s   w h i c a r e   t h e   l e a s t   m e a s qu a r e   a nd  n o r m a l i z e l e a s t   m e a n   s qu a r e   a l go ri t h m s .   T h e   p a pe r   s ugge s t s   t h a t   t h e   no rm a l i z e l e a s t   m e a n   s qu a r e   a l go ri t hm   c o n v e r ge s   a t   a   f a s t e r   ra t e   t h a t h e   l a t t e r.   T h e   s i m u l a t i o o f   bo t h   o f   t h e s e   a l g o r i t hm s   w a s   a l s o   c o n duc t e i M A T L A B   [11].   T h e   us e   of   s m a r t   a n t e nna   s y s t e m s   c o n c e rn i ng  o m n i d i r e c t i o na l   a nt e nn a s   w a s   c o n duc t e w i t h   r e ga rds   t o   m ob i l e   a h o c   n e t w o r ks .   T h e   a r t i c l e   A   l ow   e n e r gy   c o n s um pt i o n   s m a r t   a nt e nn a   a da p t i v e   a rra y   s y s t e m   f o r   m o b i l e   a h o c   n e t w o r ks   by   V.   Inz i l l o ,   F .   D e   R a n go a n d ,   A . A .   Q u i n t a n a   i n   2 017  us e a d a p t i v e   a rra y   s m a rt   a n t e nn a s   i n   m o b i l e   a h o c   n e t w o r ks   f o r   t h e   e nha n c e m e nt   of   pr o pe r t i e s   s uc h   a s   e n e r gy   m a n a ge m e nt .   T h e   e xpe r i m e nt   pr o po s e a n   a da pt i v e   a rr a y   s m a r t   a nt e nn a   w h i c h   w o ul e n ha n c e   s o m e   A ho c   D i s t a n c e   V e c t o r   n e t w o r p r o t o c o l   f e a t ur e s   ut i l i z i ng  o pt i m i z i n g   t h e   e n e r gy   c o n s um pt i o n.   T h e   s i m ul a t i o n   o f   t h e   s a i s y s t e m   us e a   L e a s t   M e a n   S q ua r e   a l go r i t h m   a nd  us e t h e   M A T L A s o f t w a r e   [12] .       8.   TH E O R ETI C A C O N S I D ER A TI O N   A n   i m po r t a n t   t o o l bo i n   M A T L A B   t o   de s i gn   a nd  s i m ul a t e   t h e   p r o j e c t   i s   t h e   P h a s e A rra y   S y s t e m   T o o l b o x.   T h e   p ha s e a rra y   s y s t e m   t oo l bo h a s   b ui l t - i n   c o m m a n ds   a n a pp l i c a t i o n s   t h a t   c o n t a i n   t h e   a l go ri t hm   fo r   s e n s o r   a rra y   s y s t e m s .   T h e   t o o l bo i n c l ude s   m o de l s   f o r   t ra n s m i t t e r,   r e c e i v e r s ,   a n b e a m f o r m i n g .   T h e   c o m put a t i o n s   f o r   ob t a i n i ng  t h e   r a di a t i o n   pa t t e rn s   w e r e   n o   l o n ge r   n e e de s i n c e   t h e   c o m m a n ds   p r o v i de by   t h e   t o o l b o o n l y   r e qui r e   c e r t a i pa ra m e t e r s ,   s uc a s   l e n gt h,   num b e r   of   e l e m e n t s ,   s i g na l   f r e que n c y ,   a nd  s uc h ,   a n d   t h e   c o de   w i l l   ge n e r a t e   t h e   r a d i a t i o n   p a t t e rn s   n e e de [13] .     T h e   s e n s o r   a rra y   a na l y z e r   a pp l i c a t i o n   w a s   us e t o   de s i gn  a n s i m ul a t e   t h e   t w o   a nt e nna s   o f   t h e   pr o j e c t .   A a l t e rn a t i v e   a ppl i c a t i o n   t h a t   c a n   b e   us e i s   t h e   a n t e nn a   de s i g n e a p pl i c a t i o n   i t h e   a n t e nna   t o o l bo x .   T o   c o m pa r e   t h e   t w o   a nt e nn a s ,   t h e   l e n g t h   o f   t h e   o m n i d i r e c t i o n a l   a rra y   a n d   t h e   ra di us   o f   t h e   c i r c ul a r   p l a na a rr a y   w a s   ke pt   t h e   s a m e .   T h e   s i g n a l   f r e que n c y   a n p r o pa g a t i o n   s pe e of   t h e   a n t e nn a s   w e r e   a l s o   t h e   s a m e   v a l ue s .   A c c o r di n t o   a   s t udy   c o n duc t e by   [14],   c i r c ul a a rra y   pa t t e rn s   p r o duc e   pa t t e rn s   w i t h   r e duc e s i de l o be   l e ve l   (S L L a n d   i m p r o v e di r e c t i v i t y   [15].   I n   t h e   s i m ul a t i o n ,   a   u ni f o r m   c i r c ul a r   p l a n e   a rra y   w a s   us e d   i n   t h e   de s i g o f   t h e   a da pt i v e   b e a m f o r m i n g   a nt e nn a   t o   e nh a n c e   t h e   di r e c t i v i t y   of   t h e   a nt e nn a .       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       D e s i gn   and   s i m ul at i on  o f   an  adap t i v e   be am   s m ar t   ant e nna   u s i ng  M A T L A B   ( A ar on   D on   M .   A f r i c a)   1589   9.   D A TA   A N D   R ES U LTS     T h e   o m n i d i r e c t i o n a l   a n t e nna   a n t h e   a d a pt i v e   b e a m fo r m i n g   s m a r t   a nt e nn a   w e r e   s i m ul a t e us i n t h e   S e n s o r   A rra y   A n a l y z e r   i t h e   M A T L A B   s of t w a r e   [16].   F i g u re   5 - 10   s h o w s   t h e   v a ri o us   ra d i a t i o p a t t e rn.       9. 1 .   O m n i d i r e c ti o n al   an te n n a   s i m u l ati o n   T h e   a rra y   di r e c t i v i t y   a n t h e   3D   ra di a t i o n   p a t t e rn s   o f   bo t po l a r   a nd  r e c t a n g ul a c o o r di n a t e s   a r e   s h o w n .   A l s o   s h o w n   a r e   t h e   ra d i a t i o p a t t e rn s   i 2D   v i e w .       A rra y   D i r e c t i v i t y   =   3. 01  dB i           (a )   (b )     F i gu r e   5 .   3D   R a di a t i o n   p a t t e rn   i t h e   ( a )   P o l a r   c o o r di n a t e   a n (b R e c t a n gu l a c o o r di n a t e           (a )   (b )     F i gu r e   6 .   2D   R a di a t i o n   pa t t e rn   o n   t h e   a z i m u t h   pl a n e   i t h e   (a P o l a r   Co o r di n a t e   a nd    (b R e c t a ngul a r   c o o r di na t e       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 .   21 ,   N o .   3 M a r c h   2 021   :     1584   -   1593   1590       (a )   (b )     F i gu r e   7 .   2D   R a di a t i o n   pa t t e rn   o n   t h e   e l e v a t i o pl a n e   i n   t h e   ( a P o l a c o o r di n a t e   a n d     (b R e c t a ngul a r   c o o r di na t e       9. 2 .   A d ap ti v e   b e am fo r m i n s m ar an t e n n a   T h e   S t e e r i n A n g l e   of   - 20°   a l o n t h e   a z i m ut h   p l a n e   w a s   us e d.   T h e   3D   a n 2D   p a t t e rn s   i n   b o t h   po l a a n r e c t a n gul a c o o r di na t e s   a r e   s h o w n .       A rra y   D i r e c t i v i t y   =   22 . 12  dB i           (a )   (b )     F i gu r e   8 .   3D   R a di a t i o n   pa t t e rn   i t h e   ( a )   P o l a r   c o o r di n a t e   a n (b R e c t a n gu l a c o o r di n a t 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       D e s i gn   and   s i m ul at i on  o f   an  adap t i v e   be am   s m ar t   ant e nna   u s i ng  M A T L A B   ( A ar on   D on   M .   A f r i c a)   1591       (a )   (b )     F i gu r e   9 .   2D   R a di a t i o n   pa t t e rn   o n   t h e   a z i m u t h   pl a n e   i t h e   (a P o l a r   c o o r di na t e   a n d     (b R e c t a ngul a r   c o o r di na t e           (a )   (b )     F i gu r e   10 .   2D   R a di a t i o pa t t e rn  o n   t h e   e l e v a t i o p l a n e   i n   t h e   (a P o l a c o o r di n a t e   a nd    (b R e c t a ngul a r   c o o r di na t e       10.   A N A LY S I S   O F   D A TA     T h e   a nt e nna   di r e c t i v i t y   ga i n   o f   a n   o m n i di r e c t i o na l   a nt e nna   i s   c o n s t a nt   w i t h   t h e   e l e m e n t   s p a c i n g   o r   l e n g t h   b e t w e e n   t h e   t w o   po l e s   b ut   i n v e r s e l y   pr o po r t i o na l   t o   t h e   s i g n a l   f r e que n c y   [17 - 19] .   H ow e v e r ,   a s   t h e   di s t a n c e   b e t w e e n   t h e   t w o   p o l e s   d e c r e a s e s   o r   a s   t h e   s i g n a l   f r e que n c y   de c r e a s e s ,   t h e   s ha p e   of   t h e   ra di a t i o pa t t e rn   o f   t h e   a nt e nn a   i s   c l o s e r   t o   a n   i s o t r o pi c   r a d i a t o r.   T h e   a n t e nn a   di v e r s i t y   of   t h e   a da pt i v e   b e a m fo r m i ng  s m a r t   a n t e nn a   v a r i e s   d i f f e r e n t l y   o n   t h e   c ha n g i n ra d i us ,   e l e m e n t   s pa c i n g ,   a n d   f r e que n c y   s i g n a l .   A s   t h e   ra di us   o f   t h e   c i r c u l a r   a r ra y   de c r e a s e s ,   t h e   a nt e nna   di r e c t i v i t y   ga i n   de c r e a s e s   a n t h e   b e a m w i dt h   o f   t h e   ra d i a t i o n   p a t t e rn  w i de n s .   A s   t h e   s i g na l   f re que n c y   de c r e a s e s ,   t h e   b e a m w i dt h   w i de n s ,   a nd  c o n s e que n t l y ,   t h e   a nt e nn a   di r e c t i v i t y   de c r e a s e s .   A s   t h e   s pa c i n i n c r e a s e s ,   t h e   s i de l o b e s   g e t   s t r o n ge r .   Co n s e que n t l y ,   a s   t h e   s pa c i n de c r e a s e s   a nd  t h e   di r e c t i o n   o f   t h e   ra di a t e e n e r gy   i s   foc us e o n   o n e   di r e c t i o n,   t h e   ga i i n c r e a s e s ,   a nd  t h e   s i de l o be s   ge t   s uppr e s s e d.   T h e   r e s ul t   c o n c l ude s   t h a t   a s   t h e   n u m b e r   o f   e l e m e n t   a rr a y s   i n c r e a s e s ,   t h e   a nt e nn a   c a n   f ur t h e r   f oc us   t h e   r a d i a t e e n e r gy   i n   a   s pe c i f i c   di r e c t i o n .   T h e   s m a rt   a nt e nna   c a p r o pa g a t e   s i g n a l s   t ha t   r e a c l o n ge di s t a n c e s   [20 - 22 ] .   W h e n   t h e   pa ra m e t e r s   o f   t h e   t w o   a n t e nna s   a r e   m a t c h e t o   c o m pa r e   t h e i di r e c t i v i t y ,   i t   c a n   b e   s e e n   t h a t   t h e   ga i n   o f   t h e   a da pt i v e   b e a m fo r m i n s m a r t   a n t e nna   i s   h i g h e r   t ha n   t h e   ga i n   o f   t h e   o m n i d i r e c t i o n a l   a n t e nn a   b y   19. 11  dB i .   It   c o n f i r m s   t h e   c o n c e pt   t ha t   a   d i r e c t i o n a l   a nt e nna   ra di a t e s   a   s t r o n ge r   s i g na l   t h a n   a o m n i di r e c t i o na l   a nt e nn a   [23 - 25] .   T h e   p h y s i c a l   i m p l e m e nt a t i o n   o f   t h e   s i m ul a t i o n   w o ul c o n s i de r   t h e   c o s t   a s   a   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 .   21 ,   N o .   3 M a r c h   2 021   :     1584   -   1593   1592   l i m i t i n f a c t o w h e n   us i ng  t h e   a d a pt i v e   b e a m fo r m i ng  s m a rt   a nt e nn a .   T h e   c i r c ui t r y   of   a n   o m ni di r e c t i o n a l   a n t e nn a   i s   s i m pl e r   r e l a t i v e   t o   t h e   di r e c t i o n a l   a n t e nna .   T h i s   i s   r e f l e c t e i n   t h e   M A T L A B   s o ur c e   c o de s   o t h e   t w o   a n t e nn a s .   T h e   c i r c ul a r   p l a na r   a rra y   w a s   f i r s t   s e t   up  b e fo r e   t h e   s i m u l a t i o o f   t h e   a nt e nna   i t s e l f .   T h e   r u t i m e   o f   t h e   d i r e c t i o na l   a nt e nna   i s   l o n ge t ha n   t h e   o m n i di r e c t i o n a l .       11.   C O N C LU S I O N     T h e   a pp l i c a t i o n   S e n s o r   A rr a y   A n a l y z e r   f r o m   t h e   M A T L A s of t w a r e   p r o v i de t h e   r e s e a r c h e r s   w i t e a s e   i n   de s i g a n d   s i m ul a t i o n   o f   t h e   o m n i d i r e c t i o n a l   a n t e nna   a nd  t h e   a da p t i v e   b e a m fo r m i ng  s m a r t   a n t e nna .   T h e   p h a s e a rr a y   t o o l bo pr o v i de t h e   a l go r i t hm s   n e e de t o   s i m u l a t e   t h e   t w o   a nt e nna s .   T h e   c o m put a t i o n   o t h e   r a di a t i o n   i n t e n s i t y   t o   gr a p h   t h e   r a d i a t i o n   p a t t e rn   i s   do n e   by   t h e   t o o l bo x.   T h e   m o de l   of   t h e   a da pt i v e   b e a m fo r m i ng  s m a r t   a n t e nna   w a s   do n e   i n   t h e   a p pl i c a t i o n .   A   c i r c ul a r   pl a na r   a rra y   g e o m e t r y   w a s   c h o s e n   fo r   t h e   a da p t i v e   a nt e nna   due   t o   i t s   a b i l i t y   t o   s uppr e s s   s i d e l o b e s   a n d   i m p r o v e   di r e c t i v i t y .   T h e   s i m ul a t i o n   p r e s e nt e t h a t   t h e   c i r c ul a r   pl a n a r   ge o m e t r y   w a s   e ff e c t i v e   i n   t h e   di r e c t i v i t y   of  t h e   a n t e nn a .   O t h e r   v a r i a t i o n s   o f   t h e   pa ra m e t e r s   w e r e   a l s o   e xpl o r e w i t h   i t s   e ff e c t s   w e r e   ob s e r ve d.   T h e   o m n i di r e c t i o na l   a n t e nna   w i t h   s i m i l a r   p a r a m e t e r s   w a s   a l s o   s i m u l a t e d.   T h e   v a r i a t i o n s   o f   t h e   pa r a m e t e r s   w e r e   a l s o   e xpl o r e w i t i t s   e f f e c t s   w e r e   ob s e r ve d.   T h e   r a d i a t i o n   p a t t e rn s   o f   t h e   t w o   a nt e nna s   w e r e   o bs e r v e a l o n w i t h   i t s   g a i f o r   a i s o t r o pi c   a n t e nna .   T h e   r e s ul t s   o f   t h e   s i m ul a t i o c o n f i r m e t ha t   t h e   a da p t i v e   b e a m fo r m i n s m a r t   a n t e nna   h a s   a   h i g h e r   g a i n   c o m pa r e t o   t h e   o m n i d i r e c t i o na l   a nt e nn a .   T h e   s t r o n ge r   ga i n   o f   a n   a n t e nna   m e a n s   t ha t   i t   c o ul t r a v e l   a   g r e a t e r   di s t a n c e .   T h e   s t e e ri n a n g l e   l e a ds   t h e   a n g l e   of   di r e c t i o n   o f   t h e   ra d i a t e d   e n e r gy .   It   c a us e s   t h e   s hi f t   i t h e   p ha s e s   o f   t h e   s i g na l s   o f   t h e   e l e m e nt s   i t h e   a rra y   of   t h e   a nt e nna .     T h e   s i m u l a t i o n   a l s o   i l l us t r a t e t h e   c o m pl e xi t y   of   t h e   c i r c ui t   of   t h e   t w o   a n t e nna s .   I n   a s   s i m pl e   a s   t h e   r u n   t i m e   o t h e   s i m ul a t i o n,   i t   c a n   b e   s e e n   t ha t   t h e   ru n   t i m e   of   t h e   o m n i di r e c t i o n a l   a n t e nna   i s   f a s t e r   t ha n   t h e   a da p t i v e   be a m f o r m i n s m a rt   a nt e nna .   T h e   s of t w a r e   ge n e ra t e t h e   o ut put   of   t h e   a da pt i v e   a n t e nn a   a t   a   r e l a t i v e l y   m uc h   l o n ge r   t i m e   due   t o   t h e   c o m pl e xi t y   of   t h e   a l go r i t hm   i n v o l ve d.   T h i s   w o ul b e   r e f l e c t e i n   t h e   c os t   of   t h e   t w o   a n t e nn a s .   D ue   t o   i t s   c o m pl e xi t y ,   a da p t i v e   a nt e nna s   a r e   m o r e   e xpe n s i v e   t ha n   o m n i d i r e c t i o na l   a n t e nn a s .   H ow e ve r ,   i c e r t a i a pp l i c a t i o n s ,   t h e   c o m pl e xi t y   a n d   c o s t   of   a   di r e c t i o n a l   a nt e nn a   c a n   b e   ov e r l o o k e d.       R EF ER EN C ES   [ 1]   B .   K um o r o   a nd  Y .   M ukh l i s ,   D i po l e   a nt e nn a   de s i g w i t h   C P S   m a t c hi ng   f o r   R F I D   a ppl i c a t i o n,   J ou r na l   o f   P hy s i c s :   C onf e r e nc e   Se r i e s ,   v o l .   11 75,   no .   1 ,   2019 .   [ 2]   M .   W nu k,   A nt e nn a   r a d i a t i o pa t t e r ns   i nd i c a t i o o t he   b a s i c   m e a s u r e m e n t   o f   f i e l r a d i a t i o i t he   n e a r   z o ne ,   W I T   T r an s ac t i ons   on   M ode l l i ng  and   S i m ul at i on ,   v o l .   48 ,   pp .   191 - 20 2,   200 9.     [ 3]   P .   H a z dr a ,   M .   C a p e k ,   M .   M a s e k ,   a nd  T .   L o ns k y ,   A i nt r o duc t i o t o   t h e   s o ur c e   c o nc e pt   f o r   a nt e nn a s ,   R adi oe ng i ne e r i ng ,   v o l .   25 ,   no .   1,   pp .   12 - 17 ,   201 6.     [ 4]   D .   S a v i t r i ,   A .   A z z a hr a ,   P .   W u l a n da r i ,   a n S .   R a hm a t i a ,   C o m pa r i s o be t w e e ho l l o w   a l um i num   y a g i - uda   a nd   di po l e   a n t e n na   f o r   i n do o r   a nt e nna   T V ,   I O P   C on f e r e nc e   Se r i e s :   M at e r i a l s   Sc i e nc e   and  E ng i ne e r i ng ,   v o l .   453 ,   no .   1,   201 8.     [ 5]   F .   A l i ,   A .   U r b a n ,   a nd  M .   V o s s i e k ,   A   hi g r e s o l ut i o 2D   o m ni di r e c t i o na l   s y nt he t i c   a pe r t ur e   r a d a r   s c a nne r   a t   K   ba nd ,   t he   E ur ope an  M i c r ow av e   W e e k   2010,   E u M W 2010:   C o n ne c t i n t he   W or l d ,   C on f e r e nc e   P r oc e e di ngs   -   E ur ope an   R ad ar   C on f e r e nc e ,   E u R A D   2 010 ,   pp .   5 03 - 506 ,   2010 .     [ 6]   A .   I nno k,   P .   U t h a ns a ku l ,   a nd   M .   U t h a ns a ku l ,   A ng ul a r   be a m f o r m i ng   t e c hni q ue   f o r   M I M O   be a m f o r m i ng   s y s t e m ,   2012  9 t I n t e r na t i o na l   C on f e r e nc e   on  E l e c t r i c a l   E n gi ne e r i n g/ E l e c t r on i c s ,   C om pu t e r ,   T e l e c o m m u ni c at i on s ,   and   I nf or m a t i on  T e c hno l og y ,   E C T I - C O N ,   2 012 .   [ 7]   W .   L i ,   Y .   Z ha o ,   a nd  Q .   Y e ,   S e m i - v i r t ua l   a n t e n na   a r r a y   be a m f or m i ng   m e t ho d,   P r og r e s s   i E l e c t r om agne t i c s   R e s e ar c L e t t e r s ,   v o l .   68 ,   pp.   3 3 - 37,   20 17.     [ 8]   S .   K i m   a nd  D .   C ho i ,   A na l y s i s   o f   be a m f o r m i ng   a nt e nn a   f o r   pr a c t i c a l   i ndo o r   l o c a t i o n - t r a c k i ng   a pp l i c a t i o n,   Se ns o r s   ( Sw i t z e r l and) ,   v o l .   19 ,   no .   1 4,   20 19.   [ 9]   T .   S h i v a pa nc ha k s ha r i   a nd  H .   A r a v i nd a ,   C L - SA - O F D M :   C r o s s - l a y e r   a nd  s m a r t   a n t e n na   ba s e O F D M   s y s t e m   pe r f o r m a nc e   e nh a nc e m e n t ,   I n t e r na t i o na l   J ou r na l   of   E l e c t r i c al   a nd  C om pu t e r   E ngi ne e r i ng ,   v o l .   10 ,   no .   5 ,   pp .   4663 - 467 0,   20 20.     [ 10]   M .   S a r ka r ,   A .   S i ng h,   S .   G upt a ,   a nd  A .   H a s s a n i e n,   S m a r t   a nt e n na   de s i g f o r   hi g h - s pe e m o v i ng   v e hi c l e s   w i t h   m i ni m um   r e t ur n   l o s s ,   I n t e r nat i on al   J our n al   o f   C om m un i c a t i on  Sy s t e m s ,   v o l .   3 3 ,   no .   11 ,   2 020 .   [ 11]   V .   D a ku l a g i   a nd  M .   A l a g i r i s a m y ,   A da pt i v e   be a m f o r m e r s   f o r   hi g h - S pe e M o b i l e   c o m m uni c a t i o n ,   W i r e l e s s   P e r s ona l   C om m uni c a t i o ns ,   v o l .   113 ,   no .   4,   pp .   16 91 - 1707 ,   202 0.     [ 12]   P .   J e r i po t u l a   a n B .   R a j e ndr a   N a i k ,   P e r f o r m a nc e   a na l y s i s   o f   a da pt i v e   be a m f o r m i ng   a l g o r i t hm s ,   2 018   I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e   on   C i r c u i t s   and   Sy s t e m s   i D i g i t a l   E n t e r p r i s e   T e c hno l ogy ,   I C C SD E T ,   20 18 ,     [ 13]   V .   I nz i l l o ,   F .   D e   R a ng o ,   a n A .   Q u i n t a n a ,   A   l o w   e ne r gy   c o ns um pt i o s m a r t   a nt e nn a   a da p t i v e   a r r a y   s y s t e m   f o r   m o bi l e   a d   ho c   ne t w o r k s , ”  I n t e r na t i o na l   J our nal   o f   C om pu t i ng ,   v o l .   16,   no .   3,   p p.   12 4 - 132,   2 017 .     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       D e s i gn   and   s i m ul at i on  o f   an  adap t i v e   be am   s m ar t   ant e nna   u s i ng  M A T L A B   ( A ar on   D on   M .   A f r i c a)   1593   [ 14]   V .   C ha k r a v a r t hy   V e dul a ,   S .   C ho w da r y   P a l a d ug a ,   a nd  M .   R a o   P r i t hv i ,   S y nt he s i s   o f   C i r c ul a r   A r r a y   A nt e nna   f o r   S i de l o be   L e v e l   a nd  A pe r t ur e   S i z e   C o nt r o l   U s i ng   F l o w e r   P o l l i na t i o A l go r i t hm ,   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   of   A nt e nna s   and  P r op aga t i on ,   v o l .   2015 ,   201 5.     [ 15]   A .   A f r i c a ,   A .   A l e j o ,   G .   B ul a o ng ,   S .   S a n t o s ,   a nd  J .   U y ,   E f f e c t   o f   di e l e c t r i c   s ub s t r a t e   o di po l e   a nt e nna   d i r e c t i v i t y ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E m e r g i ng   T r e nds   i n   E ng i ne e r i n R e s e ar c h ,   v o l .   7,   no .   8 ,   pp.   1 70 - 177 ,   2019 .     [ 16]   M a t hW o r ks ,   M A T L A B ,   [ O nl i ne ]   A v a i l a bl e :   ht t p s : / / w w w . m a t hw o r ks . c o m / pr o duc t s / m a t l a b . h t m l 2 015 .   [ 17]   M .   S a i d ,   M .   M i s r a n ,   Z .   Z a ka r i a ,   M .   Z i n ,   a nd  L .   M u ha m m a d ,   D e s i g o f   a   c i r c ul a r l y   po l a r i z e d   a n t e n na   a t   2 . 45g hz   w i t h   ha r m o ni c   s u ppr e s s i o f o r   m a t e r i a l   c ha r a c t e r i z a t i o n,   I n t e r na t i onal   J o ur n al   of   E m e r g i ng   T r e nds   i E ngi ne e r i ng   R e s e ar c h ,   v o l .   8 ,   no .   8,   pp .   442 0 - 4425 ,   2020 .     [ 18]   A .   S udha ka r ,   M .   S uni l   P r a ka s h,   a n M .   S a t y a na r a y a na ,   D e v e l o p m e nt   o f   o f f s e t   m i c r o s t r i l i ne   f e d   pa t c a nt e nn a   f o r   4. g h z   publ i c   s a f e t y   w l a n,   I n t e r nat i on al   J o ur n al   of   E m e r g i ng   T r e nds   i E ngi ne e r i ng  R e s e ar c h ,   v o l .   8,   no .   8,   pp.   42 13 - 4219 ,   20 2 0.     [ 19]   M .   M i s r a n ,   M .   S a i d,   A .   S a l l e h,   a nd   R .   R a m l e e ,   U l t r a - w i d e ba n a nt e n na   w i t Y - s ha p e   d e f e c t e g r o und  s t r uc t u r e ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E m e r g i ng   T r e nds   i n   E ng i ne e r i n R e s e ar c h ,   v o l .   8,   no .   7 ,   pp.   3 588 - 359 3,   20 20 .     [ 20]   C .   A m a r na t ha   S a r m a ,   S .   I nt hi y a z ,   a nd  B .   M a dh a v ,   E f f e c t   o f   g r ound  e t c hi ng ,   i n s e t   f e e a n s ubs t r a t e   h e i g ht   o e l l i p t i c a l l y   s ha p e pa t c a n t e n na ,   I n t e r na t i o na l   J our n al   o f   E m e r g i ng  T r e nd s   i E ng i ne e r i ng  R e s e ar c h ,   v o l .   8 ,   no .   7,   pp .   3145 - 31 49,   2 020 .     [ 21]   A .   S a l l e h ,   M .   A z i z ,   Z .   Z a ka r i a ,   M .   M i s r a n ,   a nd  N .   H a s h i m ,   E l e c t r o m a g ne t i c   r a di a t i o e f f e c t   of   a c t i o po t e nt i a l   ba s e o d i f f e r e n t   a n t e n na   po s i t i o i ho m og e no us   hum a n   a r m   f l a t   a nd  c y l i ndr i c a l   s h a pe   m o de l   us i ng   ul t r a   w i de b a nd  c o pl a na r   s t r i pl i ne - f e a n t e nna ,   I nt e r na t i ona l   J ou r na l   of   E m e r gi ng  T r e nd s   i E ng i ne e r i ng  R e s e ar c h ,   v o l .   8,   no .   6,   pp .   255 7 - 2562 ,   2020 .     [ 22]   V .   M a r w a h a ,   H .   S a i n i ,   a nd  D .   A r o r a ,   A   j - s ha p e e l e m e n t   pl a na r   i nv e r t e d - f   m i m o   a nt e nna   f o r   4g / 5g  c om m uni c a t i o n,   I nt e r na t i ona l   J our n al   of   E m e r g i ng  T r e nds   i E n gi ne e r i ng  R e s e ar c h ,   v o l .   8 ,   no .   2 ,   p p.   6 02 - 605 ,   2020 .     [ 23]   K .   K r i s hna ,   H .   K h a n ,   a nd  K .   N a i k,   A   c o m pa c t   r e c t a ng ul a r   s h a pe d i po l e   a r r a y   s l o t   m i c r o s t r i a n t e nn a   w i t D G S   f o r   m ul t i ba n a pp l i c a t i o ns ,   I n t e r na t i ona l   J our na l   o f   E m e r gi n T r e nds   i E ngi ne e r i ng  R e s e ar c h ,   v o l .   8,   no .   2,   pp .   408 - 413 ,   202 0.   [ 24]   S .   V e nka t a   R a m a   R a o ,   A .   M a l l i k a r j un a   P r a s a d ,   a nd  C .   R a ni ,   A nt e nna   a r r a y   pa t t e r nu l l i ng   by   pha s e   p e r t u r ba t i o ns   us i ng   m o di f i e di f f e r e n t i a l   e v o l ut i o a l g o r i t hm ,   I n t e r na t i ona l   J our nal   o f   E m e r gi n T r e nds   i E ngi ne e r i ng   R e s e ar c h ,   v o l .   7 ,   no .   9,   pp .   256 - 26 1,   20 19 .     [ 25]   A .   F a dl ,   M .   I he dr a ne ,   a nd  S .   B r i ,   E s t i m a t i o d i r e c t i o a r r i v a l   o f   s m a r t   a n t e nn a ,   I n t e r nat i on al   J o ur n al   of   E m e r gi ng   T r e nd s   i n   E ng i ne e r i ng   R e s e ar c h ,   v o l .   8 ,   no .   4,   pp .   105 1 - 1055,   2 020 .         B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       A ar o n   D o n   M .   A f r i c a   i s   a   r e s e a r c he r   i n   t he   f i e l d   o f   C o m m uni c a t i o ns   N e t w o r E ng i ne e r i ng .   H e   i s   o ne   o f   t he   m o s t   pr o m i s i ng   r e s e a r c he r s   i t ha t   a r e a .   H i s   a r e a   o f   e xpe r t i s e   a r e   c o m m uni c a t i o ns   ne t w o r k   e ng i n e e r i ng ,   e x pe r t   s y s t e m s ,   c o nt r o l   s y s t e m s ,   ne t w o r de s i g n,   a nd  o pt i m i z a t i o n .   s pe c i f i c a l l y ,   he   de a l s   w i t t he   o pt i m i z a t i o o f   c om m uni c a t i o s y s t e m s   t o   m a ke   t he m   m o r e   e f f i c i e nt   i f unc t i o na l i t y .   T hi s   i s   f o r   t he s e   s y s t e m s   t o   a d a pt   e f f e c t i v e l y   i t he   i n dus t r y .   H e   c r e a t e s   s i m u l a t i o m o de l s   t o   r e p l i c a t e   d i f f e r e n t   s c e na r i o s   i n   ne t w o r k   de s i g n .           R i c R i z ab e l   M .   T a gab u h i n   i s   f r o m   M a n i l a ,   P h i l i p pi ne s .   S h e   i s   a   s t ud e n t   o f   t he   B . S .   de g r e e   i n   E l e c t r o n i c s   a nd  C o m m uni c a t i o ns   E ng i ne e r i ng   ( E C E )   f r o m   D e   L a   S a l l e   U n i v e r s i t y .   S he   i s   a   m e m be r   o f   t he   E l e c t r o ni c s   a nd  C o m m uni c a t i o ns   E ng i ne e r i ng   s o c i e t y   ( E C E S )   a nd  he r   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   i nc l ude   d a t a   c o m m uni c a t i o ns .           Jan   Jay s o n   S . D .   T i r ad o s   i s   f r o m   M a ni l a ,   P hi l i pp i ne s .   H e   i s   a   s t ude nt   o f   t he   B . S .   de g r e e   i n   E l e c t r o n i c s   a nd  C o m m uni c a t i o ns   E ng i ne e r i ng   ( E C E )   f r o m   D e   L a   S a l l e   U n i v e r s i t y .   H e   i s   a   m e m be r   o f   t he   E l e c t r o ni c s   a nd  C o m m uni c a t i o ns   E ng i ne e r i ng   S o c i e t y   ( E C E S )   a nd  hi s   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   i nc l ude   a nt e nna   d e s i g n .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.