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 8 ,   N o .   2 M a y   20 20 ,   pp .   848 ~ 855   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 8 .i 2 . pp 848 - 855             848       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   A   n e w   p a t c h   a n t e n n a   f o r   u l t r a   w i d e   b a n d   c o m m u n i c a t i o n   a p p l i c a t i o n s       A n w ar   S ab ah ,   M al i k   Jas i m   F a r h an   E l e c t r i c a l   e ng i ne e r i ng   D e p a r t m e n t ,   C o l l e g e   o f   E ng i ne e r i ng ,   M u s t a n s i r i y a h   U ni v e r s i t y ,   I r a q       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   A pr   26 ,   201 9   R e v i s e A ug   19 ,   2019   A c c e pt e N o v   3 ,   201 9       A   pr i nt e m o no po l e   pa t c U l t r a   W i de   B a nd  ( U W B )   a n t e nna   f o r   us e   i U W B   a ppl i c a t i o i s   pr o po s e i n   t hi s   p a pe r .   T h e   p r o po s e a nt e nn a   c o ns i s t s   o f   a   pa t c w i t a pp r o pr i a t e   di m e ns i o ns   o o ne   s i de   o f   a   di e l e c t r i c   s ub s t r a t e ,   a n a   pa r t i a l   g r o und  p l a ne   o t h e   o t he r   s i de   o f   t he   s u bs t r a t e .   T h e   t e c hn i que s   t ha t   us e d   t o   e nha nc e   t h e   ba ndw i d t a r e   t he   pa r t i a l   g r o und   pl a ne ,   f e e po i nt   po s i t i o a nd  a d j us t e f e e g a p.   T he   s ubs t r a t e   t ha t   i s   us e i t he   pr o po s e a nt e nna   i s   F r e po xy ,   t he   o pt i m um   di m e ns i o ns   o f   t he   a n t e nna   a r e   40 m m × 28m m × 1. 5m m   t hi s   a n t e nna   d e s i g ne by   H F S S   pr o g r a m .   T he   ba nd   a c hi e v e by   t he   pr o po s e a nt e n na   i s   f r o m   3. 6G H z   t 15G H z .   T hi s   a nt e nna   i s   f a br i c a t e i n   t h e   m i ni s t r y   of   s c i e nc e   a n t e c hno l o gy   B a g hda d - I r a a nd   a   g oo a g r e e m e n t   b e t w e e n   s i m u l a t i o a nd   m e a s ur e d   S 11   i s   a c hi e v e d .     Ke y w or ds :   M o n o po l e   a n t e nna   P a t c a n t e nn a   P r i nt e a n t e nna   U l t r a   w i de   b a nd  t e c hn o l o g y   U W B   a n t e nna   C opy r i gh t   ©   2020   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 :   A n w a r   S a b a h,     D e pa rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   E ngi n e e ri n g ,     M us t a n s i ri y a h   U ni v e r s i t y ,     B a gh d a d,   I ra q .     E m a i l : a n o a r_90 @ y a h o o . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     In  c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m s ,   t h e r e   a r e   c o n s t a nt l y   de m a n d   t o   i n c r e a s e   t h e   r a t e   o f   da t a   t r a n s f e [1 ,   2] .   T h e   i n c r e a s e   t h e   r a t e   of  t r a n s f e r   i n f o r m a t i o n   c a n   b e   a c h i e ve by   e i t h e r   i n c r e a s e   S N R   o r   b a n dw i dt h   a c c o r di n t o   S ha n o n - N y qui s t   (1)   [ 3 ] .       C= B         (           )   (1)     U l t r a - w i de b a n i s   a   t e c hn o l o gy   us e t o   i n c r e a s e   t h e   b a n dw i d t h ,   t hi s   t e c hn o l o g y   i s   r e c o gn i z e by   t h e   F e de r a l   Co m m u n i c a t i o n   Co m m i t t e e   (F CC),   i t   ha s   a   b a n dw i dt h   o f   up  t o   7. 5G H z ,   f r o m   3. 1G H z   t   10. 6G H z   [ 4 - 9 ] .   T hi s   t e c hn o l o g y   s e n ds   t h e   da t a   i n   f o r m   o f   a   t r a i o f   pul s e s   i n s t e a o f   us i n c a rr i e r   s i g na l   t t r a n s m i t   t h e   da t a ,   t h e   w i dt h   o f   t h e s e   pul s e s   i s   v e r y   n a rr o w   e s t i m a t e f e w   n a n o s e c o n ds ,   s o   i t   ha s   a   w i de   b a n s pe c t r um   [ 10 ,   1 1] .   T h e   U W s y s t e m   h a s   a d v a nt a ge s   s uc h   a s   t h e   po w e r   c o n s um pt i o n   i s   l o w   b e c a us e   i t   doe s   n o t   us e   c a rr i e r   s i g n a l ,   h i g h   da t a   r a t e   due   t l a r ge   b a ndw i dt h   a n l o w   i n t e r f e r e n c e   [ 12 ,   1 3 ] .   U W a n t e n na   i s   a n   i m po rt a nt   e l e m e nt   a n pl a y s   a n   i m po r t a n t   r o l e   i n   t h e   ul t ra - w i de b a n s y s t e m ,   i t   ha s   f e a t ur e s   s uc h   a s   t h e   s i z e   of  i t   i s   s m a l l ,   i t s   w e i ght   i s   l i g h t   a n d   l o w   pr o f i l e .   T h e s e   pr o pe rt i e s   m a ke   i t   s u i t a b l e   t o   us e   i a   po r t a b l e   de v i c e   a nd  i t   c a n   b e   i n t e g ra t e w i t h   a   c i r c ui t   o f   r a di o   f r e que n c y   a n i t   ha s   s i m pl e   s t r uc t u r e   s o   i t   i s   e a s y   t o   f a b r i c a t i o n,   a n i t s   c o s t   i s   l ow   a s   w e l l   a s   i t   ha s   h i g p r e c i s i o n   ra n gi ng  [1 14 - 1 6 ] .   D ue   t o   p h y s i c a l   fe a t u r e s   of   m o n o po l e   a n t e nn a   s uc h   a s   s m a l l   s i z e ,   t h e   c o s t   o i t   i s   c h e a p,   a n s i m pl e   c o m b i n a t i o n   m a ki n i t   go o c h o i c e   us e   a s   a   U W a nt e nna   [ 2,   11 ,   15 17 - 23] .   A   pa t c h   a nt e nn a   i s   t h e   t y pe   of  U W B   a n t e nn a   a nd  i t   i s   a   pl a n a r   a n t e nna   c o n s i s t   o f   t hr e e   l a y e r s   t h e   m e di u m   l a y e r   i s   a   s ub s t r a t e   i t   i s   a   di e l e c t ri c   m a t e r i a l   t h e   l o w e r   l a y e r   i s   p r i nt e o t h e   l o w e r   s i de   o f   t h e   s ub s t ra t e   i s   a   c o n duc t i v e   s h e e t   c a l l e d   g r o un pl a n e   a n d   a n   uppe r   l a y e r   c a l l e pa t c h.     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   n e w   pat c h   ant e nna   f or   u l t r a   w i de   band   c om m u ni c at i on  ap pl i c at i ons   ( A nw ar   Sabah )   849   T h e   pa t c h   c a b e   i n   d i f f e r e n t   s h a pe s   s uc h   a s   r e c t a ngul a r ,   c i r c ul a r   a n a n y   o t h e s h a pe   p ri n t e o n   t h e   uppe r   s i de   o f   t h e   s ub s t r a t e   i s   a   c o n d uc t i v e   m a t e ri a l   i di f f e r e n t   s h a p e s   c a l l e p a t c h   w i t t h e   f e e l i n e   [ 24 ]   In  t hi s   pa pe r,   t h e   de s i g a n d   o pt i m i z a t i o n   o f   t h e   p ri n t e p a t c h   ul t ra - w i de b a n a nt e nn a   i s   p r e s e nt e d.   A   s t r i p   f e e l i n e   t e c hni que   us e t o   f e e t h e   ra d i a t o r   e l e m e nt ,   t h e   p r o po s e a nt e nna   de s i g n e by   us i n g   H i g h   F r e que n c y   S t r uc t u r e   S i m ul a t o r   (H F S S s of t w a r e   p r o gra m   a n f a b r i c a t e i n   t h e   m i ni s t r y   of   s c i e n c e   a n d   t e c hn o l o g y   by   us i n F r e po xy   s u b s t r a t e .   T hi s   p a pe r   s h o w   s i m u l a t i o a n d   t h e   m e a s u r e r e s ul t   o f   r e t u rn   l o s s   a n c o m pa r e   be t w e e n   t h e m   a nd  s h o w   a   s i m ul a t i o r e s ul t   o t h e   ra di a t i o n   pa t t e rn,   ga i n,   a nd    c urr e n t   di s t ri b ut i o n .       2.   A N TEN N A   G E O M ETR Y   T h i s   p a t c h   a nt e nna   c o n s i s t s   o f   t h e   di e l e c t r i c   s ub s t r a t e   a n d   f i ni t e   g r o u n p l a n e   p r i nt e o n   t h e   l o w e r   s ur f a c e   of   t h e   s ub s t r a t e   a n p a t c h   w i t h   f e e d e r   p r i nt e o n   t h e   uppe r   s u r f a c e   of   t h e   s ub s t r a t e .   T h e   f o r m   o f   t h e   pa t c h   i s   a   m e r ge   o f   a   s qua r e   w i t t hr e e   t ri a n g l e s   s h o w n   i F i gu r e   1.   T h e   d i e l e c t ri c   us e i s   F r e po x y   h a s   a   di e l e c t ri c   c o n s t a n t   4 . 4 ,   l o s s   t a n ge n t   0 . 02  a nd  t hi c k n e s s   1. 5 m m .   T h e   f e e t e c h n i que   us e i s   m i c r o s t r i f e e d   l i n e   o f   50Ω   ha s   a   w i dt h   2 . 89 m m   c o nn e c t e b e t w e e n   t h e   po rt   a nd  p a t c h   f o r   e xc i t i ng  t h e   ra d i a t o r .   T h e r e   i s   a   r e l a t i o n   b e t w e e n   t h e   l o w e r   e dge   f r e que n c y   of   b a n dw i dt h   o f   ul t ra - w i de b a n a nd  di m e n s i o n   o f   t h e   pa t c h   s o   t h e   di m e n s i o o f   pa t c h   c a l c ul a t e a c c o r di n t o   t hi s   (2)   [2 5 ]     f l   ( G H z =         (               )             (2)     W h e r e :     ɛ reff   i s   e f fe c t i ve   pe r m i t t i v i t y .     D   i s   d i m e n s i o n   o f   pa t c h.     f i s   l o w e r   e dge   f r e que n c y .             F i gu r e   1 .   P a t c h   s ha pe       3.   P A R A M ETR I C   S TU D Y   O pt i m i z a t i o n   i s   do n e   t o   f i n t h e   o pt i m u m   d i m e n s i o n s   o f   t he   pr o po s e a n t e nna   by   us i n t h e   s w e e p   pa r a m e t e r s   m e t h o d.     3. 1 .      E ffe c o G r o u n d   P l an e   W i d th   T h e   f i r s t   t e c hn i que   w h i c h   i s   us e t o   ge t   w i de b a n t o   a c h i e v e   U W B   r e qui r e m e n t   i s   a   p a r t i a l   g r o u n pl a n e   t ha t   m e a n s   c ut   t h e   g r o un p l a n e .   A l l   pa ra m e t e r s   o f   de s i g n   a r e   f i xe a n c h o s e n   a r b i t ra r i l y .   T o   c h oo s e   t h e   o pt i m u m   w i dt o f   t h e   g r o u n pl a n e   di f f e r e n t   v a l ue s   a r e   t e s t e d.   F i gu r e   2   s h o w s   t h e   s i m u l a t i o o f   t h e   e f fe c t   of   t h e   g r o und  w i dt o t h e   b a n dw i dt h.   It   i s   c l e a r   t ha t   t h e   b a n dw i dt h   i n c r e a s e   w h e n   t h e   w i dt h   o f   gr o und  pl a n e   de c r e a s e   unt i l   t h e   w i dt h   r e a c h   t o   10m m   w h e n   t h e   b e s t   m a t c h i ng  i m pe d a n c e   oc c ur r e s o   t h e   b e s t   b a n dw i dt h   a c hi e v e b ut   w h e n   w i dt h   g r o u n d   pl a n e   de c r e a s e s   m o r e   t h a n   t h i s   v a l ue   t h e   b a n dw i dt h   i s   de c r e a s i n s o   t h e   b e s t   w i dt h   o f   t h e   gr o u n   pl a n e   i s   1 0m m .         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 8 ,   N o .   2 M a y   20 2 :     848   -   85 5   850       F i gu r e   2 .   T h e   e f fe c t   of   gr o und  w i dt o t h e   b a ndw i dt h       3. 2 .      Th e   Effe c t   o G r o u n d   P l an e   L e n gth     T h e   s e c o n pa ra m e t e r   t e s t e i s   t h e   l e n g t h   o f   t h e   gr o und  pl a n e   w h e n   o t h e r   p a r a m e t e r s   a r e   f i xe d.   F i gu r e   s h o w s   di ffe r e n t   v a l ue s   of   gr o un l e n gt h,   i t   i s   n o t i c e t ha t   t h e   c h a n ge   o f   gr o un l e n g t h   e ff e c t   o n   t h e   uppe r   e dge   of   b a n dw i dt h,   t h e   b e s t   v a l ue   t h a t   a c hi e v e be s t   m a t c hi n i m pe da n c e   i s   40m m ,   i f   t h e   l e n gt h   o f   t h e   gr o u n pl a n e   i s   l e s s   o r   g r e a t e r   t h e n   t h i s   l e ngt t h e   b a n d w i dt h   i s   s m a l l e a nd  t h a t   m e a n s   t h e   m a t c h i n g   i m pe d a n c e   i s   w o r s e .             F i gu r e   3 .   T h e   e f fe c t   of   gr o und  l e n g t a nd  s ub s t r a t e   l e n gt o b a ndw i dt h       3. 3 Th e   E ffe c o S u b s tr ate   Wi d th     T h e   t hi r pa ra m e t e r   t e s t e i s   t h e   w i dt h   o f   t h e   s ubs t r a t e ,   t hi s   pa ra m e t e r   h a s   n o   l a r ge   e ffe c t   o n   t h e   b a n dw i dt h   s o   t h e   l e s s   w i dt h   t ha t   a c hi e v e a   b a n dw i dt h   o ul t ra - w i de b a n i s   28 m m .   F i gu r e   s h o w s   t h e   pa r a m e t e t e s t   t o   f i n t h e   b e s t   v a l ue   o f   t hi s   p a ra m e t e r .     3. 4 .       Th e   Effe c t   o F e e d   P o i n P o s ti o n   T h e   fo ur t h   pa ra m e t e r   t e s t e i s   t h e   f e e p o i n t   po s i t i o n   a t   t hi s   t e s t   t h e   r e qu i r e d   i s   t o   f i n t h e   be s t   c o n n e c t i o n   po i nt   b e t w e e n   t h e   pa t c h   a n t h e   f e e l i n e   t o   f i nd  t h e   b e s t   m a t c h i n i m pe da n c e   po s i t i o n.   A l l   po i n t s   f r o m   t h e   b e ggi n e dge   o t h e   pa t c h   t o   t h e   o t h e r   e dge   of   t h e   pa t c h   a r e   t e s t e a n t h e   b e s t   fe e p o i n t   i s   t ha t   a c hi e v e t o   de t e r m i n e   t h e   b e s t   m a t c h i ng  i m pe da n c e ,   t h e   b e s t   v a l ue   i s   - 3 . 163 ,   t h e   F i gu r e   s h o w i n t h e   e f f e c t   of   f e e po i n t   po s i t i o o b a n dw i dt h.     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   n e w   pat c h   ant e nna   f or   u l t r a   w i de   band   c om m u ni c at i on  ap pl i c at i ons   ( A nw ar   Sabah )   851       F i gu r e   4 .   T h e   e f fe c t   of   s ub s t r a t e   w i dt o b a n dw i dt h           F i gu r e   5 .   T h e   e f fe c t   of   fe e po i n t   po s i t i o o b a n w i dt h       3. 5 .       Th e   Effe c t   o F e e d   G ap   D s i tan c e   T h e   l a s t   pa ra m e t e r   t e s t e i s   f e e ga di s t a n c e ,   t h e   f e e ga i s   t h e   di s t a n c e   b e t w e e n   t h e   t o e dge   o t h e   g r o un a n t h e   b o t t o m   e dge   of   t h e   pa t c h   t hi s   pa ra m e t e r   h a s   a n   i m po r t a n t   e f f e c t   o n   t h e   b a n dw i dt h.     F i gu r e   s h o w s   t h e   di f f e r e n t   v a l ue s   of   t h e   fe e ga t e s t e d   t o   c h oo s e   t h e   b e s t   v a l ue   of   t h e   f e e ga t ha t   a c hi e v e m a xi m um   b a n dw i dt h .   F r o m   t hi s   f i gu r e   i t   i s   n o t i c e t h a t   w h e n   t h e   f e e ga di s t a n c e   i s   e qua l   t o   z e r o   t h e   b a n dw i dt h   i s   s m a l l   w h e n   t hi s   ga i n c r e a s e s   t h e   b a ndw i dt h   i n c r e a s e   t o un t i l   t hi s   di s t a n c e   e qua l   t o   0. 4m m   t h e   b a n dw i dt h   r e a c h e s   t o   i t s   m a v a l ue   t h e r e f o r ;   t hi s   v a l ue   c a b e   t a ke n   a s   t h e   b e s t   v a l ue   o f   t hi s   d i s t a n c e .           F i gu r e   6 .   T h e   e f fe c t   of   fe e ga o b a n d   w i dt 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 .   1 8 ,   N o .   2 M a y   20 2 :     848   -   85 5   852   T h e   pr o po s e pa t c h   a nt e nna   i s   s h o w n   i n   F i gu r e   7 .   T h e   o pt i m um   v a l ue s   o a l l   pa ra m e t e r s   t ha t   a f f e c t   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   pr o po s e a n t e nn a   a r e   pr e s e nt e i n   T a b l e   a nd  t h e   r e f l e c t i o n   c oe ff i c i e n t   of   t h e   pr o po s e a nt e nna   s h o w n   i n   F i gu r e   8.   T h e   p r o po s e a nt e nna   w i t h   i t s   o pt i m u m   di m e n s i o n   i s   f a b r i c a t e i n   t h e   m i ni s t r y   of   s c i e n c e   a n d   t e c hn o l o g y   B a gh da d - I r a q   a s   s h o w n   i F i gu r e   9.         T a b l e   1 .   O p t i m a l   D e s i g P a ra m e t e r s   o f   P r o po s e P a t c A nt e nna   P a ra m e t e r   V a l u e   ( m m )   G ro u n d   W i d t h   (G W )   10   G ro u n d   L e n g t h   (G L )   40   S u b s t ra t e   L e n g t h   ( S L )   40   S u b s t ra t e   W i d t h   ( S W )   28   F e e d   P o i n t   P o s i t i o n   (F P P )   - 3 . 1 6 3   F e e d   G a p   ( F G )   0 . 4   F e e d   L i n e   W i d t h   2 . 8 9       F i gu r e   7 .   P r o po s e pa t c a n t e nna             F i gu r e   8 .   S i m u l a t e i nput   r e f l e c t i o n   c o e ff i c i e n t   o f   pr o po s e a nt e nna           T o v i e w   B a c v i e w     F i gu r e   9 .   P h o t o   o f   t h e   p r o t o t y p e   pa t c h   a n t e nna   w i t o pt i m um   di m e n s i o n s       4.   R ES U LT  A N D   D I S C U S S I O N   T h e   s i m ul a t e r e s ul t s   o f   t h e   p ri n t e d   m o n o po l e   pa t c a nt e nna   a r e   o b t a i n e us i ng  t h e   A n s o f t   s i m ul a t i o n   s o f t w a r e   H i gh   F r e que n c y   S t r uc t u r e   S i m ul a t o r   (H F S S ).   Fi gu r e   10   s h o w s   i n put   r e f l e c t i o n   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   n e w   pat c h   ant e nna   f or   u l t r a   w i de   band   c om m u ni c at i on  ap pl i c at i ons   ( A nw ar   Sabah )   853   c oe ff i c i e n t   S 11 i n   b o t c a s e s   s i m ul a t e a n d   m e a s u r e f o r   t h e   de s i g n e a nt e nna   i s   l o w e r   t h a n - 10  dB   f r o m   3. 6   G H z   t o   15  G H z   t h i s   b a n c o v e r e t h e   r e qui r e b a n dw i dt f or   u l t ra - w i de b a n t e c hn o l o g y .   A   go o a gr e e m e n t   b e t w e e n   t h e   s i m u l a t e a n d   m e a s u r e r e s ul t   o f   S 11 w i t h   a   s i m pl e   s h i f t   t o   t h e   r i g ht   due   t o   t h e   e f fe c t   o f   S M A   c o n n e c t o r ,   t h e   t o l e ra n c e   o f   m a n uf a c t u r e   a nd  i m p u r i t i e s   o f   t h e   c o n s t r uc t e m a t e ri a l s .             F i gu r e   10 .   S 11   c o m pa ri s o n   b e t w e e n   s i m ul a t i o a nd  m e a s u r e m e nt   r e s ul t s       5.   C U R R EN D I S TR I B U TI O N   T h e   p r o po s e a nt e nna   w i t h   o pt i m um   di m e n s i o n s   i s   s i m ul a t e a t   d i f fe r e nt   f r e que n c i e s   4G H z ,   8G H z ,   a n 12  G H z ,   a n F i gu r e   11  b e l ow   s h o w   t h e   s i m u l a t i o n   o f   c urr e n t   di s t r i b ut i o n   a t   t h e s e   f r e que n c i e s .   F o r   t h e   t hr e e   di f fe r e nt   f r e que n c i e s ,   t h e   c u rr e n t   d i s t ri b ut i o n   i s   m a i nl y   c o n c e n t r a t e a l o n t h e   l o w e r   e dge   of   t h e   pa t c a n a l o n t h e   t r a n s m i s s i o n   l i n e   a t   s e l e c t e f r e que n c y   b ut   t h e   di s t r i b ut i o n   o f   c ur r e n t   o n   t h e   g r o un p l a n e   i n c r e a s e   w i t f r e que n c y   i n c r e a s e d.             (a 4G H z   (b 8G H z   (c 12  G H z     F i gu r e   11 .   Cu rr e n t   di s t ri b ut i o n   o f   s ur f a c e   o n   t h e   a nt e nn a   s t ru c t ur e :   (a a t   4G H z   (b a t   8G H z   (c )   a t   1 2G H z       6.   R A D I A TI O N   P A TTEN   T h e   s i m u l a t e E - pl a n e   a n H - pl a n e   r a di a t i o n   pa t t e rn s   o f   t h e   o pt i m a l   a nt e nna   s t r uc t u r e   a r e   s h o w n   i n   F i gu r e   12  b e l ow   a t   f r e que n c i e s   G H z ,   10  G H z ,   a nd  12  G H z   r e s pe c t i v e l y .   It   i s   c l e a r   t ha t   t h e s e   pa t t e rn s   h a v e   a n   o m n i d i r e c t i o n a l   p a t t e rn   a t   a   l o w e r   f r e que n c y   a n n e a rl y   o m n i di r e c t i o na l   a t   m e di u m   a n hi g h   f r e que n c y ,   w h i c a r e   n e e de f o r   U W B   a ppl i c a t i o n s .   F i gu r e   12   s h o w s   t h e   s i m ul a t e ra di a t i o n   pa t t e rn   a t   a   d i f f e r e n t   f r e que n c y   ov e r   t h e   ra n ge   o f   U W B ,   b o t h   E - pl a n e   a nd  H - pl a n e   a r e   s h o w n .         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 8 ,   N o .   2 M a y   20 2 :     848   -   85 5   854           E - pl a n e   a t   G H z   H - pl a n e   a t   4G H z   E - p l a n e   a t   8   G H z   H - pl a ne   a t   8G H z         E - pl a n e   a t   12G H z   H - pl a n e   a t   12G H z     F i gu r e   12 .   R a d i a t i o p a t t e rn:   ( a )   G H z   (b 8   G H z   (c 12  G H z       7.   G A I N   F i gu r e   13  s h o w n   t h e   a nt e nn a   ga i n   v e r s us   f r e que n c y .   T h e   p r o po s e a n t e nn a   h a s   r e l a t i v e l y   l ow   ga i a t   l o w   f r e que n c i e s   a nd  t h e   ga i n   g ra du a l l y   i n c r e a s i n g ,   a t   m e di u m   f r e que n c i e s   l i t t l e   de gra da t i o n   o c c urr e i n   ga i t h e   m a xi m u m   ga i i s   (6 . 1)   dB .           F i gu r e   13 .   T h e   g a i v e r s us   f r e que n c y       8.   C O N C LU S I O N   A   pri n t e m o n o po l e   pa t c h   U W B   a n t e nn a   i s   de s i g n e by   H F S S   pr o gra m   w i t h   o pt i m um   di m e n s i o 40m m *28 m m * 1. 5 m m   a nd  i t   w a s   f a b r i c a t e d.   F r o m   t h e   s t ud y   of   t h e   pa r a m e t e r s   o f   t h e   p r o po s e a nt e nn a ,   w e   c o n c l ude t h a t   t h e   c ha n ge   o f   f e e ga e f fe c t   o n   uppe e dge   of   b a n dw i dt h   l a r ge t ha n   t h e   e f fe c t   o n   t h e   l o w e r   e dge   of   b a n dw i dt h,   w h e n   t h e   f e e ga e qua l   t o   z e r o   t h e   b a ndw i dt h   i s   s m a l l   a n t h e   b a n dw i dt h   i n c r e a s e   w h e n   t h e   f e e ga i n c r e a s e   unt i l   c e r t a i v a l ue   a n t h e   c ha n ge   o f   g r o u n l e n g t h   e f fe c t   o n   uppe r   e dge   of   b a n dw i dt h ,   t h e   r e s ul t s   s h o w   t h e   b a n dw i dt h   o f   pr o p o s e a n t e nna   f r o m   3. G H z   t o   15  G H z   a n m a xi m um   g a i n   i s   6 . dB ,   t h i s   a n t e nna   c a b e   us e i U W B   a ppl i c a t i o n s .       A C K N O WL ED G E M EN TS   T h e   a ut h o r s   w o ul l i ke   t o   t ha n M us t a n s i ri y a h   U n i v e r s i t y   ( w w w . uo m us t a n s i r i y h a . e du. i q B a g h da d - Ira q   f o r   i t s   s uppo rt   i t h e   p r e s e nt   w o r k   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   n e w   pat c h   ant e nna   f or   u l t r a   w i de   band   c om m u ni c at i on  ap pl i c at i ons   ( A nw ar   Sabah )   855   R EF ER EN C ES   [ 1]   Y .   R a ha y u,   T .   A .   R a hm a n ,   R .   N g a h,   a nd  P .   S .   H a l l ,   A   s m al l   no v e l   ul t r w i de band  an t e nna  w i t s l o t t e gr ound   pl ane   A   Sm al l   N o v e l   U l t r W i de band  A nt e nna   w i t S l o t t e G r oun P l ane , ,   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   O C o m put e r   a nd  C o m m uni c a t i o n   E ng i ne e r i ng ,   no .   J un e ,   20 08.     [ 2]   M o ha m m e A l - H us s e i ni ,   A l i   R a m a d a n ,   Y o us s e f   T a w k ,   A l i   E l - H a j j ,   a nd  K a r i m   Y .   K a ba l a n ,   " D e s i gn  and  G r oun d   P l ane   C ons i de r a t i o of   C P W - F e U W B   A nt e nna " ,   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng   ( E L E C O ) ,   20 09   [ 3]   B .   G up t a ,   S .   N a kh a t e ,   a nd  M .   S ha n di l y a ,   A   c o m pa c t   U W B   m i c r o s t r i a n t e n na   w i t m o di f i e g r o und  p l a n e   f o r   ba ndw i dt e nh a nc e m e n t ,   I n t .   J .   C om pu t .   A pp l . ,   v o l .   49,   no .   19 ,   20 12.     [ 4]   A .   A .   K .   G .   R .   D .   M .   N .   B .   S .   V i r de e ,   U l t r a - w i de b a nd  c i r c u l a r   s l o t   a nt e nna   w i t h   r e c o nf i g ur a bl e   no t c ba nd   f unc t i o n, ,   I E T   M i c r ow av e s ,   A n t e nnas   &   P r opaga t i o n ,   v o l .   6,   no .   J une   201 1,   pp .   108 - 11 2,   20 12.     [ 5]   A . H .   M a j e e a n K . H .   S a y i dm a r i e   " U W B   e l l i p t i c a l   pa t c m o n o po l e   a nt e nna   w i t du a l - ba nd  no t c he d   c ha r a c t e r i s t i c s " ,   I n t e r nat i o nal   J o ur na l   of   E l e c t r i c a l   a nd  C om put e r   E ngi ne e r i n ( I J E C E ) ,   v o l . 9 ,   no . 5 ,   pp. 3591 - 35 98 ,   2019 .     [ 6]   M a j e O .   A l - D w a i r i   " A   pl a na r   U W B   s e m i c i r c ul a r - s ha pe m o no po l e   a nt e n na   w i t qua dr u pl e   ba n no t c f o W i M A X ,   A R N ,   W L A N ,   a nd   X - B a nd" ,   I nt e r n at i ona l   J ou r na l   of   E l e c t r i c al   and   C om p ut e r   E ng i ne e r i ng   ( I J E C E ) ,   v o l .   10,   no .   1 ,   pp. 908 - 91 8.     [ 7]   A .   S .   A bdu l l a a nd   M .   J .   F a r ha " A   N ov e l   T w O pe T e r m i n a l s   Sl ot   A n t e nna  f or   U l t r W i de band   W i r e l e s s   C om m uni c at i on  A ppl i c at i on s "   1s t   I nt e r na t i o na l   S c i e n t i f i c   C o nf e r e nc e   o f   E n g i ne e r i ng   S c i e nc e s   -   r S c i e nt i f i c   C o nf e r e nc e   o f   E ng i ne e r i ng   S c i e nc e   ( I S C E S ) , 2 018 .     [ 8]   A .   S .   A bdul l a a nd  M .   J .   F a r ha n   " A   N ov e l   H e p t a g o na l   S l o t   A nt e n na   f o r   U l t r a   W i de b a nd   W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o A ppl i c a t i o ns "   J our n al   o f   E ng i ne e r i ng  a nd   D e v e l opm e nt ,   v o l .   18,   no . 6 ,     pp.   18 13 - 7822 ,   201 4.     [ 9]   G i o r g o s   T A T S I S ,   V a s i l i s   R A P T I S ,   a nd  P a no s   K O S T A R A K I S ,   " D e s i g a nd  M e a s ur e m e nt s   o f   U l t r a - W i d e ba nd   A nt e nna   ",  I n t .   J .   C om m un i c at i on s ,   N e t w or k   and   Sy s t e m   Sc i e nc e s ,   v o l .   3 ,   no .   2,   2 0 10.     [ 10]   X .   C h e n,   J .   L i a ng ,   S .   M e m be r ,   P .   L i ,   a n C .   C ho o ,   U W B   E l e c t r i c   a n M a g ne t i c   M o no po l e   A nt e n na s , ,     A f r i c a J our na l   O f   I n f or m a t i on   A nd   C om m u ni c at i on   T e c hn ol ogy ,   v o l .   2 ,   no .   1,   pp .   21 - 27 ,   2006 .     [ 11]   N oo r   M o ha m m e d   a nd  M o ha m e d   K .   A bde l a z e e z ,   " C i r c ul a r   P a t c U W B   A nt e nna   w i t G r o und - S l o t ",  I E E E   A nt e nnas   a nd  P r op aga t i on   Soc i e t y   I nt e r n at i ona l   Sy m p os i um   ( A P SU R SI ) ,   201 3.     [ 12]   M .   O j a r o udi   a nd   A .   F a r a m a r z i   M u l t i r e s o na nc e   s m a l l   s qu a r e   s l o t   a n t e nna   f o r   u l t r a w i de b a nd  a pp l i c a t i o ns , M i c r ow av e   an O pt i c a l   T e c hno l og y   L e t t e r s ,   V o l .   53,   N o .   9,   S e pt e m be r   20 11   [ 13]   S a m e e r   A l a ni ,   Z a hr i l a dh a   Z a ka r i a   a nd  A .   A hm a " M i ni a t u r i z e U W B   e l l i p t i c a l   pa t c a nt e nna   f o r   s ki c a nc e r   di a g no s i s   i m a g i ng " ,   I n t e r na t i o nal   J o ur n al   of   E l e c t r i c a l   an C o m put e r   E n gi ne e r i ng  ( I J E C E ) ,   v o l .   1 0,   no .   2 ,   pp. 1 422 - 1 42 9,   20 20 .     [ 14]   M .   R .   G h a de r i ,   a nd  F .   M o ha j e r i ,   A   C o m pa c t   H e xa g o na l   W i de - S l o t   A nt e nna   W i t M i c r o s t r i p - F e M o no po l e   f o r   U W B .   A ppl i c a t i o n, ,   I E E E   A nt e nna s   and   W i r e l e s s   P r op oga t i on  L e t t e r s ,   v o l .   10,   p p.   68 2 - 685 ,   2 011 .     [ 15]   M .   E .   S unda r a v e l ,   V .   A l ,   a nd  H .   S he ke r ,   C o m pa c t   P r i n t e S l o t   U W B   M o no p o l e   A nt e nna   w i t G r o und  P l a n e   S l i t , ,   I O SR   J ou r na l   of   E l e c t r on i c s   a nd  C om m un i c a t i on  E ng i ne e r i ng  ( I O SR - J E C E ) ,   v o l .   8,   no .   3 ,     pp.   25 - 30 ,   201 3.     [ 16]   M .   A .   A .   S y e e d,   M .   S a m s uz z a m a n,   M .   T a r i ku l   I s l a m c ,   R .   A z i m a nd  M .   T .   I s l a m e   P ol y gon a l   Sh ape P at c w i t h   C i r c ul a r   Sl o t t e G r ound  A n t e nna  f or   U l t r a - W i de band  A pp l i c a t i o ns , ”  2018  I nt .   C o nf .   C om put .   C o m m un.   C he m .   M a t e r .   E l e c t r o n.   E ng . ,   pp .   1 - 4 .     [ 17]   B .   A z a r m ,   J .   N o ur i n i a ,   C .   G ho ba d i ,   a nd  M .   K a r a m i r a d ,   U l t r a - W i de ba n S m a l l   S l o t   A nt e n na   w i t W L A N   B a nd - N o t c he F unc t i o n,   no .   F e b r u a r y ,   201 8.     [ 18]   A . S .   A bdul l a a nd  M .   J .   F a r ha n,   " U l t r a   W i de ba n N o v e l   P r i nt e H e pt a g o na l   P a t c A nt e nn a   f o r   W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o A ppl i c a t i o ns " ,   J o ur na l   o f   A l - T ur a t h   U ni v e r s i t y   C o l l a g e ,   pp .   1 - 24.     [ 19]   R a a H .   T h a he r   a n N o o r   B a qqi r   H a s s a " P r o po s e P - s ha pe M i c r o s t r i A nt e nna   A r r a y   f o r   W i r e l e s s   C o m m unc a t i o A ppl i c a t i o ns " ,   T E L K O M N I K A   I nd one s i a J our n al   o f   E l e c t r i c a l   E n gi ne e r i n g v o l .   16 ,   no .   6,   pp. 2 597 - 260 7,   20 18 .     [ 20]   M   T   I .   H uque ,   M   K .   H o s a i n ,   M   S   I s l a m ,   M   A   C ho w dhur y .   D e s i g a nd  pe r f o r m a nc e   a na l y s i s   o f   m i c r o s t r i a r r a y   a nt e nna s   w i t h   o pt i m um   P a r a m e t e r s   f o r   X - ba nd  a pl i c a t i o ns .   I nt e r n at i ona l   J our n al   of   A dv anc e C om p ut e r   S c i e nc e   and  A pp l i c at i on s   ( I J A C SA ) ,   v o l .   2,   no . 4 ,   201 1.     [ 21]   F.   A .   S ha i kh ,   S .   K ha n,   A .   H .   M .   Z a hi r u l   A l a m ,   D .   B a i l l a r g e a t ,   M .   H .   H a ba e b i ,   M .   B .   Y a a c o b,   J .   S ha h,   a n Z .   S ha h i d   " D e s i g a nd  p a r a m e t r i c   e v a l u a t i o o f   U W B   a nt e nna   f o r   a r r a y   a r r a ng e m e nt " ,   B u l l e t i O f   E l e c t r i c al   E ngi ne e r i n and   I n f o r m at i c s   ( B E E I ) ,   v o l .   8 ,   no .   2 ,   pp .   644 - 652 ,   201 9.     [ 22]   M a   T   G ,   J e ng   S   K .   " A   P r i nt e D i po l e   A nt e nna   w i t T a pe r e S l o t   F e e f o r   U l t r a   w i de - B a n A ppl i c a t i o ns " ,   I E E E   T r ans ac t i ons   on   A n t e nnas   a nd  P r ope ga t i ons ,   v o l .   53 ,   no .   11 ,   2 005 .     [ 23]   S . D e   a nd  P . P . S a r ka r   " A   hi g g a i u l t r a - w i d e ba nd  m o no po l e   a nt e nna " ,   I n t e r na t i o nal   J ou r na l   o f   E l e c t r on i c s   and   C om m uni c at i on s   ( A E Ü ) ,   v o l .   6 9,   no .   8 ,   pp. 1113 - 11 17 ,   2 015 .     [ 24]   M .   J .   F a r ha n ,   G ai I m pr o v e m e nt   o f   U l t r W i de band   P at c h   A n t e nna  f o r   T r an s i t i on  St e ps   H e x agon al   P at c h   as   A r r a y   A nt e nna , ,   T he   I nt e r n a t i o na l   A r a b   C o nf e r e nc e   O I nf o r m a t i o T e c hno l o gy ,   pp.   14 5 - 150,   2 014 .   [ 25]   M .   J .   F a r h a a nd   A .   S .   A bdul l a h   " D e s i g a nd   A na l y s i s   o f   a U l t r a   W i de b a nd   A nt e nn a   w i t h   P r i n t e d   H e p t a g o na l   P a t c f o r   W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o A ppl i c a t i o ns " ,   C om pu t e r   Sc i e nc e   an A pp l i c a t i ons ,   v o l .   2 ,   no .   2,     pp. 7 1 - 81, 2015 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.