I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   11 No .   1 J u ly   201 8 ,   p p .   27 ~ 35   I SS N:  2502 - 4752 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ee cs . v 1 1 . i1 . p p 27 - 35          27       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   Recog nition o M etal O bjec ts Insid e Wall using   Anti po da Viv a ldi Ant en na       F a ra Ah m ed  Sh a i k h S hero K ha n   , Z a ri m in  Z a ha ru din AH M   Z a hiru l A la m   F a ra h Diy a na   B t .   Abdu l R a h m a n,  K ha ira y u   B t .   B a dro n,   Do m i niq ue  B a illa rg ea t ,     M a s hk uri B in Ya a co b,  Z ee s ha n Sha hid   De p a rtme n o f   El e c tri c a a n d   Co m p u ter E n g in e e rin g ,   Ku ll iy y a h   o f   En g in e e rin g M a lay sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   3 0 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   A p r   6 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   A p r   20 ,   2 0 1 8       T h is  p a p e p re se n t   a   re c o g n it i o n   tec h n i q u e   o f   m e tal  p lac e d   in sid e   a n d   b e tw e e n   t w o   wa ll s.  A   u n iq u e   s c h e m e   o f   re c o g n it io n   o f   m e tall ic  o b jec ts  th ro u g h   Ultra  W id e   Ba n d   (UW B)  M o d if ied   A n ti p o d a V iv a l d A n ten n a   (M A V A f re q u e n c y   ra n g e   o f   (3 . 1 G Hz   to   1 0 . 6   G Hz is  p re se n ted   in   th is   p a p e r. T h e   w o rk in g   m e c h a n ism   o f   d e te c ti o n   sy ste m   b a se d   o n   T i m e   Do m a in   Re f le c tro m e tr y   ( T DR)  u sin g   th ro u g h   w a ll   i m a g in g   ( TW M I).   A   v e r y   s m a ll   d u ra ti o n   p u lse g e n e ra ted   b y   V e c to Ne t w o rk   A n a l y z e (V NA )   w h ich   a r e   u se d   f o il lu m in a te  th e   w a ll . T h e   a n a l y sis  o f   a   s y ste m   u n d e UWB  a n ten n a   p ro b e   a rra y .   T h e   si m u latio n   re su lt o f   M A V A   h a v e   g i v e n   a n   e n o rm o u p o ten ti a o f   p e n e tratio n ,   in   o r d e to   re c o g n ize   c o n c e a led   m e tal  o b jec ts  w it h   f in e   p re c isio n ,   p r o v in g   a   sm a rt  d e v e lo p m e n in   th e   d e tec ti o n   sy ste m   tec h n o l o g y .   T h e   i m p ro v e m e n o re so lu ti o n   in   a n   ima g e ,   sp e c ial  fil ters   h a v e   b e e n   d e v e lo p e d   a n d   im p lem e n ted .   T h e   d e sig n   a n d   o p t im iza ti o n   p ro g re ss io n   is  c o n c e d e d   o u v ia  CS T   sim u latio n   s o f twa re   f o p a ra m e tri c   p e rf o r m a n c e   a ss e ss m e n o f   re tu rn   l o ss ,   ra d iati o n   p a tt e r n   a n d   d irec ti v it y .   K ey w o r d s :   CS T   G P R   M A V A   SSL   T DR   TW M I   UW B   UW a n ten n a   V NA   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Far az   Ah m ed   Sh ai k h   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g ,   K u lli y y ah   o f   E n g in ee r i n g ,   I n ter n atio n al  I s la m ic  U n iv er s it y   Ma la y s ia,   K u ala  L u m p u r ,   M ala y s ia .   E m ail:  f ar s h aik h @ u it.e d u       1.   I NT RO D UCT I O N       Dete ctio n   o f   m etallic  o b j ec ts   u s i n g   UW B   ar r ay   d etec tio n   an d   i m ag in g   s y s te m   h as  b ee n   u n d er   co n s id er atio n   b y   r esear c h er s   n o w   d a y s .   I i s   m o s p o p u lar   an d   ef f icien in s tr u m e n f o r   d etec tio n   an d   u s ed   g en er all y .   P r esen tl y   v ar io u s   s cien ti s ts   ar f u n ctio n in g   o n   th i s   tech n o lo g y   f o r   th s a k o f   s ec u r it y   a n d   is   b ei n g   o b s er v ed   an   i m p r o v e m en co m p ar ed   to   r e g u lar   elec tr o m a g n etic  d etec tio n   s y s te m s .   T h e y   h a v b ee n   d esi g n ed   an d   p r o d u ce d   a   co n s is te n an d   ec o n o m ical  to o f o r   d etec tio n   o f   co n ce aled   m etal  o b j ec ts   [ 1 ]   an d   m an y   o th er   r esear ch er s   s til l in v o lv a n d   tr y   to   m a k d etec tio n   s y s te m   m o r e f f icie n t a n d   ef f ec ti v e.     I n   1 9 2 0 ,   Fis h er   w a s   o f f er ed   f ir s m etal  d etec to r   th at  ca n   b co n s id er ed   v er y   v a lu ab le  an d   co m p ete n to o f o r   ar m a m e n ts   d etec tio n   u n t il  to d a y   [ 2 ] .   No w   d a y s   a n   i m a g in g   s y s te m   u n d er   UW B   b an d w id t h ,   w h ich   h as  b ee n   s h o w i n g   a n   i m p er ati v r o le  in   t h i m p r o v e m e n o f   s ec u r it y ,   m ed ical  an d   s cien ce s   ap p licatio n s   co m p le m en ted   b y   t h e x p an s io n   o f   latest   tr en d s   o f   Gr o u n d - P en e tr atin g   R ad ar   ( GP R )   [ 3 ] . P ar ticu lar l y   i n   m ed ical   a p p licatio n   w h a v a   n ee d   o f   ac c u r ate  d etec tio n   f o r   clea r er   a n al y s i s ,   s o   th is   tech n o lo g y   i s   g i v i n g   lar g c o n tr ib u tio n   i n   d iag n o s i s   o f   b r ea s ca n ce r ,   en ab lin g   p r e m a tu r s ta g d etec tio n   o f   b r ea s t c an ce r   [ 4 ,   5 ] .       I n   r ec en ti m e s ,   it  h as  b ee n   s er v ed   f o r   ar m ed   f o r ce s   to   lo ca te   an d   id en ti f y   t h p r esen ce   o f   a n y   tar g et o r   p eo p le  b eh in d   th w all  [ 6 ,   7 ] .     Ma n y   p r ec is ca lc u latio n s   an d   e x a m in at io n   r es u lt s   h av e   b ee n   co n ce d ed   f o r   esti m ati n g   th r o u g h   w al i m a g i n g   to g et h er   w i th   r a y   tr ac k i n g   ,   g eo m etr ica o p tics   ( GO)   [ 8 ,   9 ]   an d   2 - m et h o d   f o r   esti m ati n g   m o m e n t s   ( Mo M)   [ 1 0 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  11 ,   No .   1 J u ly   2 0 1 8   :   27     35   28     T h e   Viv ald i   an te n n ca n   b e   class if ied   i n to   t h r ee   t y p e s tap er ed   s lo Vi v ald a n te n n a,   an tip o d al   Viv ald i a n te n n a n d   b alan ce d   an tip o d al  Viv ald i a n te n n a.   T h b asic g eo m etr ical  s h ap o f   Viv ald i a n te n n [ 1 1 ]   co n tain s   f ee d   li n e,   w h ic h   is   u s u all y   m icr o   s tr ip   o r   s tr ip   lin e,   an d   th r ad iatin g   s tr u c tu r e.   T h er ar n u m b er   o f   d esig n s   o f   Vi v ald a n te n n w h ic h   h a s   b ee n   r ep o r ted   w it h   d if f er e n ce   r ad iatin g   s tr u ct u r [ 1 2 ,   1 3 ] .   T h m o s t   s u itab le  s o lu tio n   is   e x p o n e n ti all y   tap er ed   cu r v e s   th a ca n   o f f er   b r o ad   b an d .   A n   Mo d if ied   An tip o d al  Viv ald i   an ten n ar d esig n ed   s i m p l y   w it h   ellip tical  c u r v e s   th at  h a s   s h o w n   e x ce lle n p o ten tial  to   p r o p o s a   v er y   g o o d   r etu r n   lo s s ,   h ig h er   i m p ed an ce   b an d w id t h ,   h i g h   g ai n ,   f lat  g ai n ,   m i n i m al  s i g n al  d is to r tio n ,   l ar g d ir ec tiv it y   a n d   m u c h   m i n i m ized   o b s tr u ctio n   i n   th UW B   b an d   p u ls s h ap [ 1 4 - 1 6 ] .     I n   th i s   p ap er   th p r o j ec te d   s ch e m e s   GP R   an d   a n te n n s e n s o r   im a g i n g   s y s te m s   ar i n v e s t ig ated   an d   e m b ed d ed   w it h   ti m d o m ai n   r ef lectr o m etr y   ( T DR )   f ea t u r es  [ 1 7 ] .   UW B - Mo d if ied   An tip o d al  Viv ald a n te n n a   is   u s ed   f o r   th d etec tio n   o f   m e tallic  o b j ec ts   in s id an d   b et w e en   t h w all s .   UW B   T W MI   d etec to r s   b o th   co v er   p r o p o s ed   o p er atin g   p r in cip al  o f   UW B   i m a g in g   b y   C h a n g   e t.  al.   [ 1 8 ]   b ased   o n   th tr an s p o r o f   s h o r t - in ter v al   p u ls es  cr ea ted   b y   tr an s m itti n g   co n tin u o u s   w a v ( C W )   s ig n a ls   at  eq u id is tan f r eq u e n cies  c o v er in g   th en tire   UW B   r an g e.   T h ti m d o m a in   r ep r esen tatio n   o f   th e   p u ls ca n   b o b tain ed   b y   p er f o r m i n g   i n v er s f a s Fo u r ier   tr an s f o r m   ( I FF T )   o n   b o th   tr a n s m itted   a n d   r ef lec ted   b ac k   s ig n a ls   . Fo r   i m a g p r o ce s s i n g   p ar o f   t h s ca n n ed   tar g et  s p ec ial  f ilter s   h a v b e   ap p lied   f o r   m atc h i n g   w it h   r e al  i m a g e.   C o m p u ter   s i m u latio n   m icr o w av s t u d io   ( C ST   MW S)  s o f t w ar is   u s ed   to   ac h iev all  s i m u lat io n   r es u lt s   [ 1 9 ] .       2.   ANT E NNA  D E SI G AND  CO NF I G URA T I O N       A   lo w - co s F R 4   s u b s tr ate  i s   u s ed   to   d esig n ed   an   a n te n n in clu d es  t h v a lu e s   o f   d iel ec tr ic  lo s s   tan g e n δ=0 . 0 2 ,   th ick n e s s   h =1 . 5 m m   a n d   d ielec tr ic  co n s tan ɛr =4 . 4   r esp ec tiv el y .   T h g eo m e tr y   o f   an   a n tip o d al   Viv ald a n ten n i s   s h o w n   i n   F ig u r 1 .   T h p r o j ec ted   an ten n a   co n tain s   t w o   m o s i m p o r ta n p ar ts f ee d   lin a n d   th r ad iatio n   f lar e s .   T h s h ap o f   th f lar e s   is   d esi g n ed   in   t h s h ap o f   ellip tical  cu r v es.  T h ellip tical  m o d el   p r esen ts   m o s tl y   g o o d   b r o ad b a n d   ch ar ac ter i s tics   b ec au s o f   s m o o t h   tr an s itio n   b et w ee n   t h r ad iatio n   f lar es  a n d   th f ee d i n g   lin e.   I t is o n o f   th o p tim u m   cu r v at u r es [ 2 0 ,   2 1 ] .     T h eo r etica lly ,   it  i s   d er iv ed   th a th u p p er   f r eq u e n c y   l i m i o f   Viv ald an te n n is   i n f in it y .   T h lo w er   f r eq u en c y   li m it  d ep en d s   g e n er all y   o n   t h w id t h   o f   an te n n a n d   th e   ef f ec ti v d ielec tr ic   co n s tan t   ( ɛ eff )   a s   s h o w n   in   eq u atio n   ( 1 )   an d   ( 2 )   f r o m   [ 2 2 ] .     fmi n = c 2W ε ef f     ( 1 )   ε ef f = ε r + 1 2 +   ε r 1 2 ( 1 + 12h w ) 1 / 2   ( 2 )     T h m ai n   r ad ii o f   f o u r   ellip s es   ar s elec ted   ac co r d in g   to   th f o llo w i n g   eq u a tio n s .     a 1   = w w f 2     ( 3 )   a 2   1 . 6 8 b 2         ( 4 )     b 1   0 . 4 8 a 1        ( 5 )       b 2 =   w 2     ( 6 )     T h f ee d in g   li n h as a   w id t h   o f   W f   co n tain   c h ar ac ter is tic  i m p ed an ce   Z o   5 0 .   I t c an   b c alcu lated   u s i n g   t h f o llo w in g   eq u at io n s   [ 2 3 ] .     z o   =   60   ln ( 8h w + w 4h )           for ( w h )   < 1         ( 7 )   z o =   120π ε ef f [ w h +   1 . 393 +   2 3 ln ( w h +   1 . 444 ) ]   for ( ) 1         ( 8 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R ec o g n itio n   o f Meta l O b jects I n s id W a ll u s in g   A n tip o d a l V iva ld i A n ten n a   ( F a r a z   A h med   S h a ikh )   29           Fig u r e   1 . Geo m etr y   o f   t h An ti p o d al  Viv ald i A n ten n a         A lo n g   w it h   th ab o v m ea s u r e m en a n d   t h f u r t h er   tr an s f o r m at io n   o f   a n tip o d al  Viv a ld an te n n a   ( A V A )   i n to   Mo d if ied   a n tip o d al  Viv ald a n te n n ( M A V A )   t h r ee   ellip tical  c u r v e s   ar ad d ed   at  th ed g e s   s id e s   f o r   en h a n ce   th ca p ab ilit ie s   an d   s m o o th   tr a n s i tio n   b et w ee n   th r ad iatio n   f lar es  as  s h o wn   in   Fi g u r 2 .   T h e   an ten n a   h a s   b ee n   d esi g n ed   f o r   UW B   u s a g e   w it h   t h in p u i m p ed a n ce     Z o   =   5 0     a n d   t h o p tim a d i m en s io n s   ar s h o w   a s   ad j u s ted   in   T ab le  1   w it h   th s u p p o r t o f   C ST   s i m u latio n   s o f t w ar e       T ab le 1 .   Op tim ized   Di m e n s io n s   f o r   th UW B   An te n n a   P a r a me t e r   D i me n si o n   W   6 0 . 7 5 mm   L   6 6 m m   A1   8 0 m m   B1   2 2 . 5 m m   A2   8 0 m m   B2   2 2 . 5 m m   C1   1 4 m m   D1   1 0 m m   C2   1 4 m m   D2   1 0 m m   T ( f e e d   w i d t h )   2 . 8 5 m m   EL   3 mm   EW   1 . 5 mm   h   1 . 5 mm   t   0 . 0 3 5 mm           Fig u r 2 . Mo d if ied   An tip o d al  Viv ald i a n ten n a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  11 ,   No .   1 J u ly   2 0 1 8   :   27     35   30     T h o p tim ized   d i m e n s io n s   o f   UW B   Mo d if ied   an tip o d al  Viv ald an ten n ar g i v en   i n   T ab l   1 . T h is   d esig n   s h o w s   s ig n i f ica n p en etr atio n   i n   ter m s   o f   th o p er atin g   b an d w id th   f r eq u en c y   at  3 . 1 GHz   to   1 0 . 6 GHz .   I is   o b s er v ed   th at  f r eq u en c y   r an g ar o u n d   3 . 1   GHz   to 1 0 . 6   GHz   r ef lectio n   co ef f icie n ( S 1 1 )   is   b el o w   - 1 0 d B   s ee   in   Fi g u r 3           Fig u r 3 . Var iatio n   o f   R e f lect i o n   C o ef f icie n ( S1 1 )   w it h   Fre q u en c y   f o r   UW B   Mo d if ied   An tip o d al  Viv ald An te n n a       3.   UL T RA - WI D E   B AND  T W M I   DE T E C T I O SY ST E M     Fo r   th d etec tio n   o f   b u r ied   o b j ec ts   UW B   T W MI   s y s te m   is   u s ed   . T h tar g e i s   p lace d   i n   b et w ee n   th t w o   w al ls .   T h ch a n n e ( 1 )   o f   eq u ip m en n a m ed   v ec to r   n e t w o r k   a n al y ze r   ( VN A )   [ 1 7 ]   is   co n n ec ted   to   th e   in p u p o r o f   th ar r ay   s y s te m   an d   ab s o r b e r   is   p lace d   b eh in d   th an ten n s y s te m   w h ic h   is   v er t icall y   m o u n ted   f o r   p u r p o s o f   av o id   u n d esir ed   b ac k   r ef lectio n s .   P o w er   am p li f ier s   ar co n n ec ted   w ith   ar r ay   ele m e n ts   f o r   g iv e n   t h d esire   p o w er   to   an te n n a s   . T h an te n n ar r a y   s y s te m   i s   p o s itio n ed   i n   ce n ter ed   to   f ac t h f ir s w al l i n   y - p la n e.   Fo r   th w o r k i n g   i n   th f ar - f ield   r eg io n   o f   th a n ten n a n d   en s u r t h at  t h d i s tan ce   b et w ee n   t h e   an ten n an d   t h s tar ti n g   w all   s h o u ld   b ch o o s v i g ila n tl y .   On o f   an   en o r m o u s   o b s tacl w h ich   i s   f ac ed   i n   UW B   i m a g in g   s y s te m s   is   u n d esire d   r ef lectio n s .   T o   o v er co m e   t h is   is s u e   to   a   s y n t h e s iz ed   p u ls r ea lized   b y   s en d i n g   co n ti n u o u s   s i g n als   at  eq u id is ta n t   f r eq u e n cie s   o v er   t h r eq u ir ed   m icr o w av e   b an d .   A s   s h o w n     in   Fi g u r 4 .         Fig u r 4 . UW B   I m ag in g   S y s te m       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R ec o g n itio n   o f Meta l O b jects I n s id W a ll u s in g   A n tip o d a l V iva ld i A n ten n a   ( F a r a z   A h med   S h a ikh )   31   4.   CO NCEA L E O B J E CT   DE T E C T I O A L G O RI T H M     T h h id d en   tar g et   v er d ict  al g o r ith m   b eg in s   b y   r ea d i n g   t h r ef lec tio n   co e f f icien ( S1 1 )   f r o m   t h e   ca lib r ated   VN A .   T h e v alu a ti o n   p r o ce s s   i s   ca r r ied   o u t e ac h   p o in t i n   t h ar ea   u n d er   ex a m i n atio n .   T h o b tain ed   d ata  is   m ea s u r ed   as  a   f r eq u e n c y   d o m ai n   r ep r esen tat io n   f o r   th w al ls   a n d   t h tar g et  r e f l ec tio n s   G( f ) .   U s in g   I n v er s e   Fas Fo u r ier   T r an s f o r m   ( I FF T )   i m p la n ted   co d i n   th V N A ,   a   ti m d o m ai n   r ep r esen tatio n   o f   t h e   r ef lectio n   co ef f icie n ca n   b o b tain ed   at  ea ch   p o in g ( t) .   I n   o r d er   to   ca n ce th an te n n s y s te m   ( f ee d i n g   n et w o r k   an d   t h an te n n ar r a y ) ,   ca b les  an d   co n n ec to r s   e f f ec ts   an d   to   d ec r ea s th cl u tter   s i g n a ls   f r o m   u n n ec es s ar y   o b j ec ts ,   th es tab lis h ed   r e f lectio n   g ( t)   ar s u b tr ac ted   f r o m   th e   an te n n s y s te m   r esp o n s i n   f r o n t   o f   an   ab s o r b er   a ( t) .   T h r esu l ted   s ig n al  s ( t)   co n tai n s   o n l y   t h r ef lecti o n   i n f o r m atio n   f r o m   t h w all s   an d   th u n s ee n   tar g et  u n d er   s tu d y .   B y   m u ltip l y i n g   s ( t)   b y   lo w   s h a p f ac to r   Kaiser   w i n d o w   k ( t)   f o cu s ed   in   th ar ea   b et w ee n   t h t w o   w all s ,   o n l y   t h tar g et   in f o r m a tio n   ca n   b e x tr ac ted   m ( t) .   I m a g r ec o n s tr u ctio n   ca n   b e n d ed   b y   c o r r elati n g   t h 2 d ata  o f   th p o in ts   lo ca tio n s   to   t h ar ea   u n d er   th m ( t)   cu r v ( in te g r atio n   o f   m ( t) ) [ 1 7 ] .   T h f lo w   c h ar t o f   th u n s ee n   t ar g et  d etec tio n   alg o r it h m   is   s h o w n   in   F ig u r 5 .           Fig u r 5 . A l g o r ith m   o f   d etec tio n   s y s te m       5.   SI M UL AT I O R E S UL T AND  DIS CUSS I O N     Si m u latio n   r esu lts   i n cl u d th f o llo w in g   f ac to r s .     5 . 1 .   3 R a dia t io n P a t t er n     T h 3 r ad iatio n   p atter n s   o f   th UW B   Mo d if ied   An tip o d al  Viv ald a n te n n as  alo n g   w it h   e n d   f ir e   r ad iatio n   p atter n s   at  d i f f er en t   f r eq u e n c y   h a v b ee n   d er iv ed   b y   s i m u latio n   s o f t w ar as  s h o w n   in   Fi g u r 6 ,   w it h   lo w   s id an d   b ac k   lo b l ev els  h av b ee n   o b s er v ed   i n   a n ten n T h d ir ec tiv it y   an d   r ad iatio n   p atter n   o f   b o th   an te n n as  ar g r ad u all y   in cr ea s w it h   r esp ec to   f r eq u e n c y   at  ce r tai n   lev el   s ee   in   T ab l 2 .   T h h i g h   g ai n   is   ac h ie v ed   at  UW B   f r eq u en ci es a n d   co v er ed   th u l tr w id b an d   ch an n el.         R e a d   t h e   r e f le c t ion   f r o t h e   V N A   i n   f r e q u e n c y   d o m a in   G( f )   A p p ly   I F FT  s u b r o u t ine   o r   u s e   t h e   e m b e d d e d   o n e   in  t h e   V N A   t o   e v a l u a t e   t h e   r e f lec t ion   in   t i me  d o m a in   g ( t )   C o r r e lat e   t h e   in t e g r a t ion   r e s u lt s   t o   t h e   2 D   p o int ’s   lo c a t ion s   f o r   i m a g e   r e c o n s t r u c t ion   S u b t r a c t   t h e   r e c e iv e d   g ( t )   f r o t h e   t i me  d o m a in   a n t e n n a   s y s t e r e s p o n s e   in  f r o n t   o f   a n   a b s o r b e r   s ( t ) =( g ( t ) - a ( t ) )   M u lt iply   s ( t )   b y   low   s h a p e   f a c t o r   K a is e r   W ind o w   t o   g e t   m ( t )   m ( t ) =s ( t ) . k ( t )   I n t e g r a t e   m ( t )   f o r   e a c h   p o int   in  t h e   inv e s t iga t e d   a r e a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  11 ,   No .   1 J u ly   2 0 1 8   :   27     35   32   T ab le  2 . T h d ir ec tiv it y   o f   p r o p o s ed   Mo d if ied   A n tip o d al  Vi v ald i a n te n n a     F r e q u e n c y   ( G H z )   P r o p o se d   M o d i f i e d   A n t i p o d a l   V i v a l d i   A n t e n n a   D i r e c t i v i t y   ( d B i )   3   3 . 4 7   3 . 5   5 . 7 6   4   7 . 0 9   4 . 5   7 . 8 9   5   8 . 3 2   5 . 5   9   6   9 . 8 8   6 . 5   1 0 . 9   7   1 1 . 1   7 . 5   1 0 . 9   8   1 0 . 8   8 . 5   1 0 . 9   9   1 1 . 5   9 . 5   1 1 . 6   10   1 0 . 6           F re qu ency   =   3   G H z           F re qu ency   =   6 . 5   G H z     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R ec o g n itio n   o f Meta l O b jects I n s id W a ll u s in g   A n tip o d a l V iva ld i A n ten n a   ( F a r a z   A h med   S h a ikh )   33       F re qu ency   =   9 . 5   G H z   Fig u r 6. Far - f ield   r ad iatio n   p atter n s       5 . 2 3 P o la P l o t s   Repre s en t a t io n     T h r o u g h   C ST   s i m u lat io n   s o f t w ar t h p o lar   p lo o f   UW B   An tip o d al  Viv ald An te n n h as  b ee n   d er iv ed   w ith   d if f er en f r eq u e n c y   r an g a n d   it  h as   s h o w n   r ea s o n ab le  ar r an g e m e n t o   s atis f y   t h UW B   f r eq u en c y   r an g g i v e n   in   T ab l 3 .   M o d if ied   an tip o d al  an ten n h as  o f f er ed   an   ex ce lle n a m o u n o f   d ir ec tiv it y   an d   lo w   s id lo b es  w it h   p r ac tical  g ain   as  s h o w n   i n   Fi g u r 7 .   Si m u latio n   r es u lt s   s h o w   th a m o d i f ied   an tip o d al   Viv ald i a n ten n is   m o r s u itab le  o f   i m a g i n g   ap p licatio n .           F re qu ency   =   3   G H z           F re qu ency   =   6 . 5   G H z   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  11 ,   No .   1 J u ly   2 0 1 8   :   27     35   34         F re qu ency   =   9 . 5   G H z     Fig u r 7. 3 - p o lar   p lo t p atter n       T ab le  3 : Retu r n   lo s s   ( S1 1 )   an d   Sid lo b lev el  ( SLL )   F r e q u e n c y   ( G H z )   A n t e n n a   S 1 1   ( d B )   S i d e   l o b e   l e v e l   3   M A V A   - 1 5 . 9 9   - 1 9 . 0   4   M A V A   - 1 0 . 0 7   - 1 1 . 3   5   M A V A   - 1 3 . 6 3   - 8 . 9   6   M A V A   1 0 . 8 4   - 9 . 8   7   M A V A   - 5 5 . 1 3   - 1 1 . 1   8   M A V A   - 1 3 . 4 2   - 1 0 . 2   9   M A V A   - 2 0 . 3 8   1 0 . 0   10   M A V A   - 1 7 . 1 2   - 8 . 6       5 CO NCLUS I O N     I n   t h is   p ap er   m o d if ied   a n tip o d al  an te n n a   is   p r o p o s ed   f o r   GP R   an d   T W I   ap p licatio n .   An   a n te n n a   u s i n g   tech n iq u o f   s tep   f r eq u en c y   s y n th e s ized   p u ls a n d   T DR   ap p r o ac h   f o r   th d etec tio n   o f   m etallic  o b j ec ts   th r o u g h   w all  i m a g i n g   s y s te m   is   p r esen ted .   T h p r o j ec ted   an ten n a   co v er s   t h FC C   d ef in ed   UW B   b an d w id t h .   T h s i m u la tio n   r esu lts   d e m o n s tr ate  v er y   f in a g r ee m e n in   d ir ec tiv it y   a n d   b etter   r at o f   ac cu r ac y .   An   p r o p o s ed   ar r ay   s y s te m   h as   v ast   ab ilit y   i n   t h r ec o g n itio n   o f   m etal   p lace d   in   b et w ee n   t w o   w a lls   a n d     s o m e   s i m u lat io n   r es u lts   o f   UW B - MA V an ten n h as  s h o w n   b etter   p en etr atio n   p o w er   a n d   h i g h   g ai n   w i th   s p ec if ied   r an g o f   f r eq u e n cies .   T h d ir ec tiv it y   o f   M AV A   r ep r esen ts   g o o d   ch an g in   ter m   o f   in cr e m e n i n   v alu e s   w it h   r esp ec to   th U W B   f r eq u en c y   a n d   r ad iatio n   p atter n   o f   th an ten n h a v b ee n   p lo tted   to   v is ib l y   u n d er s ta n d   t h a n te n n a   o p er atin g   p r in cip al.   Si m u lat io n   r e s u lts   o f   M A V h a v co n f ir m ed   th v alid it y   o f   t h e   d esig n   a n d   e x ce lle n r ep lace m en o f   b u lk y   o r   h ea v y   a n ten n i n   s y s te m .   T h p r o p o s ed   s y s te m   h as  s h ap ed   g o o d   p er f o r m a n ce   a n d   s u itab le  to   b in te g r ated   i n to   r ad ar   an d   i m a g in g   ap p licatio n .   T h p r o p o s ed   T W MI   s y s te m   ca n   b v a lid ated   u s in g   d i f f er e n UW B   a n ten n a.   C i r cu la r l y   p o lar ized   m icr o   s tr ip   p atch   a n te n n a   an d   h o r n   an ten n w h ich   in cl u d e   lig h i n   w ei g h a n d   r ed u ce   in   s ize  o p er ates  b et w ee n   f r eq u en c y   r an g 3 . 1 - 1 0 . 6 GHz   ca n   also   b a   s u itab le  an te n n f o r   d etec tio n .   T h cu r r en w o r k   i s   a n   e x ten s io n   o f   w h at  i s   alr ea d y   r ep o r te d   in   [ 2 4 - 2 6 ] .       ACK NO WL E D G E M E NT S       Fin a n cial  as s is tan ce   f o r   th is   r e s ea r ch   b y   t h I I UM   R esear c h   Ma n ag e m e n t Ce n ter   ( R M C )   v ia  R I GS  Gr an t N o   R I GS 1 5 - 147 - 0 1 4 7   is   h i g h l y   ac k n o w led g ed       RE F E R E NC E S     [1 ]   W a n g   F K,  Ho rn g   T S ,   P e n g   KC,  Ja u   JK ,   L JY ,   Ch e n   CC.  De tec ti o n   o f   c o n c e a led   in d iv id u a ls  b a se d   o n   th e ir  v it a l   sig n b y   u sin g   a   s e e - th ro u g h - w a ll   i m a g in g   s y ste m   w it h   a   s e l f - in jec ti o n - lo c k e d   ra d a r IEE T ra n sa c ti o n o n   M icr o wa v e   T h e o ry   a n d   T e c h n i q u e s .   2 0 1 3   Ja n ;   6 1 (1 ):   6 9 6 - 7 0 4 .   [2 ]   W ik ip e d ia , ( 2 0 1 3 ,   No v .   1 0 ),   M e tal  De tec to [ O n li n e ].   A v a il a b le     h t tp :/ /en . w ik ip e d ia.o rg /w ik i/ M e tal_ d e tec to r .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R ec o g n itio n   o f Meta l O b jects I n s id W a ll u s in g   A n tip o d a l V iva ld i A n ten n a   ( F a r a z   A h med   S h a ikh )   35   [3 ]   Hu a n g   CL ,   Zh u   S P ,   L u   M .   M i n iatu re   m u lt im o d e   d e e p   g ro u n d   p e n e tratin g   ra d a r .   In   Gr o u n d   Pen e tra ti n g   Ra d a r   ( GPR) ,   2 0 1 0   1 3 t h   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   on .   2 0 1 0   J u n   2 1   (p p .   1 - 5 ).   IEE E.   [4 ]   Co n c e ica o   RC,  O' Ha ll o ra n   M ,   G lav in   M ,   Jo n e E.   Co m p a riso n   o f   p lan a a n d   c irc u lar  a n ten n a   c o n f ig u ra ti o n f o r   b re a st ca n c e d e tec ti o n   u sin g   m ic ro w a v e   i m a g in g Pro g re ss   in   E lec tro ma g n e ti c s R e se a rc h .   2 0 0 9 9 9 :1 - 20.   [5 ]   Kh o W C,   Bialk o ws k M E,   A b b o sh   A ,   S e m a n   N,  Cro z ier  S .   A n   u lt ra   w id e b a n d   m icro w a v e   i m a g in g   s y ste m   f o b re a st ca n c e d e tec ti o n IEI CE   T ra n sa c ti o n o n   C o mm u n ica ti o n s .   2 0 0 7   S e p   1 9 0 (9 ) :2 3 7 6 - 8 1 .     [6 ]   Ye m e l y a n o v   KM,   E n g h e ta  N,  H o o rf a A ,   M c V a y   J A .   A d a p ti v e   p o lariz a ti o n   c o n tras tec h n iq u e f o t h ro u g h - w a ll   m icro w a v e   i m a g in g   a p p li c a ti o n s IEE T ra n sa c ti o n o n   Ge o sc ien c e   a n d   Rem o te  S e n sin g .   2 0 0 9   M a y 4 7 (5 ):1 3 6 2 - 74 .   [7 ]   L u b e c k e   V M ,   Bo ric - L u b e c k e   O,  Ho st - M a d se n   A ,   F a th y   A E .   T h r o u g h - t h e - w a ll   ra d a li f e   d e tec ti o n   a n d   m o n it o rin g .   In   M icr o wa v e   S y mp o siu m,  2 0 0 7 .   IEE E /M T T - S   I n ter n a ti o n a l .   2 0 0 7   J u n   3   ( p p .   7 6 9 - 7 7 2 ) .   IEE E.     [8 ]   T h a ju d e e n   C,   Z h a n g   W ,   Ho o rf a A .   E ff icie n f o r w a rd   m o d e li n g   o f   larg e   sc a l e   b u il d in g s a n d   t h ro u g h - th e - w a ll   ra d a im a g in g   s c e n a rio s 2 8 th   A n n u a Rev iew  o Pro g re ss   in   Ap p li e d   Co mp u ta t io n a El e c tro m a g n e ti c ( ACE S ) Co lu m b u s,  Oh io .   2 0 1 2   A p r:   1 2 2 - 6 .     [9 ]   Bu o n a n n o   A ,   D’U rso   M ,   P risc o   G ,   A sc io n e   M ,   F a rin a   A .   A   m o d e l - b a se d   sig n a p r o c e ss o to   se e   i n sid e   b u il d in g s 2 6 t h   An n u a Rev iew o Pro g re ss   in   Ap p li e d   Co mp u ta ti o n a El e c tro ma g n e ti c s ( ACE S ) ,   T a m p e r e ,   F in lan d .   2 0 1 0   A p r:   846 - 5 1 .     [1 0 ]   Nik o li ć   M M ,   Ne h o ra A ,   Djo r d je v ić  AR.  Esti m a ti n g   d istri b u t e d   o b jec ts  i n sid e   b u il d in g b y   m o v i n g   se n so rs .   In   Pro c .   o f   ACE S   2 0 0 7 .   2 0 0 7   M a (p p .   4 0 9 - 4 1 4 ).     [1 1 ]   P a n d e y   G K,  S in g h   HS,   Bh a rti   P K ,   P a n d e y   A ,   M e sh ra m   M K.  Hig h   g a in   V iv a ld i   a n ten n a   f o     ra d a a n d   m icro w a v e   im a g in g   a p p li c a ti o n s I n ter n a ti o n a J o u rn a o S ig n a Pro c e ss in g   S y ste ms .   2 0 1 5   J u n ;   3 (1 ):3 5 - 9 .     [1 2 ]   Na tara jan   R,   G e o rg e   JV ,   Ka n a g a sa b a M ,   S h riv a sta v   AK .   c o m p a c a n ti p o d a V iv a ld a n t e n n a   f o UW B   a p p li c a ti o n s IEE E   An te n n a s a n d   W ire les s P ro p a g a ti o n   L e tt e rs .   2 0 1 5 ;   1 4 :   1 5 5 7 - 6 0 .     [1 3 ]   M o o sa z a d e h   M ,   K h a rk o v sk y   S .   De sig n   o f   u lt ra - w id e b a n d   a n ti p o d a l   V iv a ld a n ten n a   f o m icro w a v e   ima g in g   a p p li c a ti o n s .   In   Ub iq u it o u W ire les Bro a d b a n d   ( ICUW B),   2 0 1 5   IEE In ter n a t io n a Co n fer e n c e   o n .   2 0 1 5   Oc 4   (p p .   1 - 4 ).   IEE E.   [1 4 ]   Ka n g   X ,   L Z.   A   m o d if i e d   UW a n ti p o d a V iv a ld a n ten n a   w it h   i m p ro v e d   ra d iatio n   c h a ra c teristics .   In   M icr o wa v e ,   An ten n a ,   Pr o p a g a ti o n ,   a n d   EM T e c h n o lo g ies   ( M AP E),   2 0 1 5   I EE 6 t h   In ter n a ti o n a l   S y mp o si u o n .   2 0 1 5   Oc 2 8   ( p p .   1 2 0 - 1 2 2 ).   I EE E.     [1 5 ]   S o   Y,  Kim   W ,   Ki m   J,  Yo o n   Y J,  P a rk   J.  Do u b le - sl o a n ti p o d a V iv a ld i   a n ten n a   f o im p ro v e d   d irec ti v it y   a n d   ra d iatio n   p a tt e rn s .   In   A n ten n a a n d   Pro p a g a ti o n   ( IS AP ) ,   2 0 1 6   In t e rn a ti o n a S y mp o si u o n .   2 0 1 6   Oc 2 4   (p p .   3 8 2 - 3 8 3 ).   IEE E.   [1 6 ]   M o o sa z a d e h   M ,   K h a rk o v sk y   S ,   Ca se   JT ,   S a m a li   B.   I m p ro v e d   Ra d iati o n   Ch a ra c teristics   o f   S m a ll   A n ti p o d a l   V iv a ld A n ten n a   f o M icr o w a v e   a n d   M il l im e ter - W a v e   I m a g in g   A p p li c a ti o n s I EE A n ten n a s   a n d   W ire les s   Pro p a g a ti o n   L e tt e rs .   2 0 1 7 ;   1 6 :   1 9 6 1 - 4 .     [1 7 ]   El b o u sh A ,   Jo a n e D,  De rb a M ,   Kh a led   S ,   Zaf a A ,   A tt a b ib S ,   S e b a k   A R.   D e sig n   o f   U W a n ten n a   a rra y   f o r   th ro u g h - w a ll   d e tec ti o n   sy ste m .   In   W ire les T e c h n o lo g y   a n d   Ap p li c a ti o n ( IS W T A),   2 0 1 3   I EE S y mp o si u o n .   2 0 1 3   S e p   2 2   ( p p .   3 4 9 - 3 5 4 ).   IE EE .   [1 8 ]   Ch a n g   KW ,   Bialk o w sk i   M E,   Cro z ier  S .   M icro w a v e   i m a g in g   u sin g   a   p lan a sc a n n in g   s y ste m   w it h   ste p - f re q u e n c y   s y n th e siz e d   p u lse .   In   M icr o w a v e   Co n fer e n c e   Pro c e e d i n g s,   2 0 0 5 .   AP M 2 0 0 5 .   Asia - P a c if ic  Co n fer e n c e   Pro c e e d in g s .   2 0 0 5   De c   4   ( V o l.   1 ,   p p .   4 - p p ) .   IEE E .     [1 9 ]   CS T   M icro w a v e   S tu d io ,   V e r.   2 0 1 5   Co m p u ter S im u latio n   T e c h n o l o g y ,   F ra m in g - h a m ,   M A ,   US A .     [2 0 ]   Ba   HC,  S h i ra H,  Ng o c   CD.   A n a l y si a n d   d e sig n   o f   a n ti p o d a V iv a ld i   a n ten n a   f o UW a p p li c a ti o n s .   I n   Co mm u n ica ti o n s a n d   El e c tro n ics   ( ICCE),   2 0 1 4   IEE Fi ft h   In ter n a t io n a Co n fer e n c e   o n .   2 0 1 4   Ju l   3 0   (p p .   3 9 1 - 3 9 4 ) .   IEE E.     [2 1 ]   A b b o sh   A M ,   Bialk o w s k M E.   D e sig n   o f   u lt ra w id e b a n d   p lan a m o n o p o le an ten n a s o f   c ircu lar an d   e ll ip ti c a sh a p e IEE T ra n sa c ti o n o n   An te n n a s a n d   Pr o p a g a ti o n .   2 0 0 8   Ja n 5 6 ( 1 ): 1 7 - 2 3 .     [2 2 ]   A h m e d   Yo u n e S h d e f a t,   M o o n - I Jo o ,   S u n g - Ho o n   Ch o i,   He e - Ch e o Kim ,   " Util izin g   EC G   W a v e fo rm   F e a tu re a Ne w   Bio m e tri c   A u th e n ti c a ti o n   M e th o d , "   In ter n a ti o n a l   J o u r n a l   o f   El e c tric  &   Co mp u ter   En g i n e e rin g   ( IJ ECE ) .   Vo l.   8 ,   No .   2 ,   A p ril   2 0 1 8   [2 3 ]   W a n g   S ,   Ch e n   X D,  P a r in CG .   A n a l y si o f   u lt ra   w id e b a n d   a n ti p o d a V iv a ld a n te n n a   d e sig n .   I n   An ten n a a n d   Pro p a g a ti o n   Co n fer e n c e ,   2 0 0 7 .   LA P 2 0 0 7 .   L o u g h b o ro u g h   2 0 0 7   A p 2   ( p p .   1 2 9 - 1 3 2 ).   IEE E.   D.M .   P o z a r,   M icro w a v e   En g in e e rin g ,   Jo h n   W i le y   a n d   S o n s,  p p . 1 4 8 - 1 4 9 ,   2 0 0 5 .   [2 4 ]   F a ra z   A h m e d   S h a ik h ,   S h e ro z   Kh a n ,   Zah iru A lam ,   A i sh a   Ha s sa n   A b d a ll a   Ha sh i m ,   Kh a ira y u   Bt.   B a d ro n ,   M a sh k u ri   Bin   Ya a c o b ,   Zee sh a n   S h a h i d ,   Hig h   G a in   U W Ho rn   A n ten n a   f o Co n c e a led   M e tal  De tec ti o n   a n d   M icr o w a v e   Im a g in g   A p p li c a ti o n .   a ICET AS   2 0 1 7   2 n d   I n ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   En g in e e rin g   T e c h n o l o g ies   &   S o c ia l   S c ien c e s .   M a lay sia ,   Ja n   2 3 ,   2 0 1 7 .   [2 5 ]   F a ra z   A h m e d   S h a ik h ,   S h e ro z   Kh a n ,   Zarim in   Zah a ru d in ,   A HM  Zah iru A la m ,   F a ra h   Di y a n a   Bt.   A b d u Ra h m a n ,   Kh a ira y u   Bt.   Ba d ro n ,   M a sh k u ri  Bin   Ya a c o b ,   Zee sh a n   S h a h i d ,   H u m a iz  S h a ik h ,   De t e c ti o n   a n d   A n a ly sis   o f   m e tal   im p a ir m e n in sid e   w a ll   u sin g   U W M o d if ied   A n ti p o d a V iv a ld A n ten n a .   Pro c e e d in g o th e   IE EE   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   S ma rt   In stru me n t a ti o n ,   M e a su re me n a n d   A p p li c a t io n   ( ICS IM 2 0 1 7 ) ,   2 7 - 2 8 N o v 2 0 1 7 ,   T h e   Ev e rly   Ho tel  P u traja y a ,   M a la y sia   [2 6 ]   F a ra z   A h m e d   S h a ik h ,   S h e ro z   K h a n ,   Zarim in   Zah a ru d in ,   A HM  Zah iru A la m ,   M a sh k u ri  Bin Ya a c o b ,   Zee sh a n   S h a h i d ,   F a ra h   Diy a n a   Bt.   A b d u Ra h m a n ,   Kh a ira y u   Bt.   Ba d ro n ,     Ultra - W id e b a n d   A n ti p o d a V iv a ld A n ten n a   f o r   Ra d a a n d   M icro w a v e   I m a g in g   A p p li c a ti o n .   a ICET S S - IEE E   2 0 1 7   3 rd   IEE In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   En g i n e e rin g   T e c h n o lo g ies   &   S o c i a S c ien c e s .   i n   T h a il a n d ,   A u g   8   2 0 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.