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 .   15 ,   N o .   2 A ugus t   20 1 9 ,   pp .   861 ~ 869   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 5 .i 2 . pp 861 - 869             861       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   D e si g n   o f   p - sh a p e d   m i c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   f o r   w i r e l e ss   c o m m u n i c a t i o n   s y st e m s       R aad   H .   Th ah e r ,   N o o r   B aq i r   H as s an   D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c ,   C o l l e g e   o f   E ng i ne e r i ng ,   A l - M us t a ns i r 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   O c t   1,   2018   R e v i s e D e c   10,   2018   A c c e pt e J an   25,   201 9       A   P - s ha pe m i c r o s t r i p   p a t c a n t e n na   i s   pr o po s e a nd  s t ud i e t o   o bt a i n   o pe r a t i ng   ba n dw i d t o f   ( 5 . 88 3 - 9. 9 )   G H z .   T h e t he   a nt e nn a   i s   e x t e nd e by   e t c hi ng   s l o t s   i t he   g r o und  pl a ne   t o   be   ( 5. 73    10 . 2 34)   G H z   a nd  g a i v a r i e s   f r o m   2. 809  dB i   t o   4. 94 dB i .   T he   a nt e nn a   i s   i ns t a l l e o F R - s ubs t r a t e   ha v i ng   r e l a t i v e   d i e l e c t r i c   c o ns t a n t   o f     =   4. 3   a n l o s s   t a ng e nt   o f   0. 02.     T he   a n t e nna   s i z e   i s   ( 30× 3 1. 6)  3   s i m u l a t i o n   r e s u l t s   w e r e   o bt a i ne d   u s i ng   C S T   s o f t w a r e   20 16.   T he   p r o po s e w a s   f a br i c a t e a nd  t e s t e by   v e c t o r   ne t w o r a na l y z e r   V N A   a nd  no t e d   r e a s o na b l e   a g r e e m e n t   be t w e e s i m u l a t e d   a nd  m e a s ur e r e s u l t .   Ke y w or d s :   M i c r o s t r i a nt e nna     P - pa t c h     R a di a t i o pa t t e rn    U W B     V S W R     C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   N oo r   T a m i m i ,     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 ,   AL - M us t a n s i r y a h   U ni v e r s i t y ,   I r a q,   B a g h d a d.   E m a i l :   n o o r b a qi r 2018 @ g m a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     A nt e nna   b e c o m e   i m po r t a n t   p a r t   o f   e l e c t r i c   de v i c e s   i n   t h e   fi e l o f   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   s i n c e   1888   [1 ,   2] .   I n   t h e   r e c e nt   y e a r s   t h e   de v e l o pm e n t   i n   m o de rn   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   r e qui r e s   l o w   pr o f i l e ,   l i ght   w e i gh t ,   h i g h   g a i n   a nd  h i g h   e f f i c i e n c y   c h a ra c t e ri s t i c s   l i ke   ra d a r ,   m o b i l e ,   s a t e l l i t e ,   G P S   a n d   e t c . .   M i c r o s t r i p   a nt e nn a   s a t i s f i e s   s uc h   r e qui r e m e n t s   [3 ,   4 ].   It   ha s   v a ri o us   a t t ra c t i v e   f e a t ur e   s uc h   a s ,     l i g ht   w e i gh t ,   l o w   c os t ,   c o n f o r m   a b i l i t y   t o   s h a pe s u r f a c e ,   c o m pa t i b i l i t y   w i t h   i n t e g ra t e c i r c ui t r y   a n t hi pr o f i l e   a nt e nn a s   t ha t   a r e   c a pa b l e   of   m a i nt a i n i ng  h i g h   pe r f o r m a n c e   ov e r   a   w i de   s p e c t r um   o f   f r e que n c i e s   [ 5 - 8 ].   D e s pi t e   t h e   m a n y   a dv a nt a ge s   o f   t y pi c a l   m i c r o s t r i p   a nt e nn a   t h e y   a l s o   h a v e   l i m i t a t i o n s ,   na rr o w   b a n dw i dt h ,     l o w   ga i n,   a n d   r e l a t i v e l y   l a r ge   s i z e   [ 7 ,   9 ].   T h e   ul t ra - w i de b a n d   (U W B i s   a n   e m e r g i n ra di o   t e c hn o l o gy   t h a t   h a s   r e c e i v e m uc h   a t t e nt i o n .   U W c o m m uni c a t i o n   s y s t e m s   c a n   b e   b r o a dl y   de f i n e a s   a n y   c o m m uni c a t i o n   s y s t e m   w h o s e   i n s t a n t a n e o us   b a n dw i dt h   i s   m a n y   t i m e s   gr e a t e r   t ha n   t h e   m i ni m u m   r e qui r e t o   de l i v e r   pa rt i c ul a r   i n f o r m a t i o n   a nd  i t   p l a y s   a   do m i n a t e   r o l e   i n   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m   [2,   10 ].   In   2002,   F CC  (F e de r a l   c o m m u n i c a t i o n   c o m m i s s i o n a l l o w e (3. 1 -   10. 3)  G H z   u n l i c e n s e b e c o m e   a   v a r i a b l e   f o r   c o m m e r c i a l   a pp l i c a t i o n s   a n m i l i t a r y   [ 11 ,   1 2 ] .   T h i s   t e c hn o l o g y   h a s   m o r e   a dv a n t a ge   l o w   c o n s um p t i o n,   hi g da t a   r a t e   t ra n s m i s s i o n ,   r e duc i n t h e   m ul t i p a t e ffe c t   w h i c h   m a y   c a us e   f a di n a n hi g h   de g r e e   of   r e l i a b i l i t y   a n a c c ura c y   [1,   2].   T h e s e   a dv a nt a ge s   m a de   i t   r e qui r e d   i m a n y   a ppl i c a t i o n   s uc a s   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o s y s t e m   a n d   b i o m e di c a l   a pp l i c a t i o [2] .     T o   w i de n   t h e   b a n dw i dt h ,   t h e r e   a r e   m o r e   s ugge s t i o n   t o   de s i gn   U W B   a n t e nn a .   G a g nde e S a hu,   a n d   T e j a s w i n i   R .   Ch o ud r i   i n   [ 10 p r e s e n t e t ha t ,   pr o xi m i t y   c o upl i n w i t h   a rra y   t r i a n gul a r   s h a pe pa t c h   o di f fe r e nt   s i z e   ha s   b e e n   us e t o   ove r c o m e   o n   l ow   b a n dw i dt h   c a s e   r e s ul t a n t   f r o m   di f f i c ul t i e s   i n   i m pe da n c e   m a t c hi n a n d   l o w   c o upl i n l e v e l s .   H a f i T i z y i   e t   a l .   i n   [2 p r e s e n t e t h a t ,   f ra c t a l   s h a pe   w i t p r o g r e s s i ve   e v a l ua t i o n   o f   t h e   i m pe da n c e   t e c hn i que   b e t w e e n   t h e   f e e a n ra di a t i o n   e l e m e n t   ha s   b e e n   us e t o   a c h i e v e   i n c r e a s i ng  i n   b a n dw i dt h.   R a a H .   T ha h e r   i n   [1 p r e s e n t e d   t h a t ,   a   c i r c u l a r   m i c r o s t ri a nt e nn a   w i t h   p a r t i a l   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 .   15 ,   N o .   2 A ugus t   2 019   :     8 6 1   -   8 6 9   862   gr o u n p l a n e   ha s   b e e n   us e t o   a c h i e v e   s ui t a b l e   a nt e nna   f o r   U W B .   M o h a m e A .   H a s s a ni e n   e t   a l .   i [ 5 pr e s e nt e t ha t ,   a   r e c t a ngul a r   m i c r o s t r i p   pa t c a nt e nn a   w i t h   U - s ha pe   s l o t   i t h e   pa t c a nd  a   f i n i t e   g r o un d   pl a n e   ha s   b e e n   us e t o   a c h i e v e   a n t e nna   f o r   U W B   a p pl i c a t i o n.   R a a H .   T ha h e r ,   a n S a i f   N a d h i m   A l s a i dy   i n   [1 2 pr e s e nt e t ha t   i rr e gul a r   pe nt a go n a l   pa t c h   a nt e nn a   h a s   b e e us e i n s t e a o f   r e gul a r   pe nt a go n a l   pa t c h   w i t h   pa r t i a l   g r o u n d   pl a n e   t o   o ve r c o m e   t h e   d ua l   b a n dw i dt a nd  o b t a i s i n g l e   b a n U W B .   In  p r o po s e a nt e nna   i s   us e s i m pl e   s ha pe   i p a t c h   p l a n e   i s   P - s ha pe   a nd  p a r t i a l   g r o u n d   pl a n e   w i t s o m e   s l o t s   t i m p r o v e   t h e   c h a ra c t e ri s t i c s   o a nt e nna   a s   w oul e xpl a i n   i n   n e xt   s e c t i o n s .   T h e   c ha ra c t e ri s t i c   i m pe da n c e   c a b e   e xpr e s s e by   [ 7 ].      = 120 [ + 1 . 3 93 + 0 . 667 ( + 1 . 444 ) ]       w h e r e     i s   e f f e c t i v e   di e l e c t r i c   c o n s t a nt       i s   t h e   f e e de r   w i dt h       i s   t h e   s ub s t r a t e   h e i g h t   T h i s   p r o po s e a n t e nna   i s   t h e   f i r s t   s t e o f   de s i gn   2 - e l e m e nt   P - s ha pe m i c r o s t r i a n t e nna   a rr a y   w h i c w a s   m e n t i o n e i n   t h e   r e s e a r c h   p a pe r   [13] ,   a nd  i t   i s   b e n e f i c i a l   f o r   a pp l i c a t i o n s   l o c a t e a t   f r e que n c y   b a n ds   w e r e   a l l o c a t e i n   U . S .   a n E u r o pe a n   s uc h   a s ,   R a da r,   M o b i l e ,   a m a t e u r   ra di o ,   po l i c e   s pe e r a d a r ,   pub l i c   a n d   pri v e t   f i xe m i c r o w a ve ,   u n l i c e n s e i ndus t ri a l ,   s c i e nt i f i c ,   a n d   m e di c a l   c o m m u n i c a t i o n   de v i c e s   [14,   15] .       2.   TH E   P R O P O S ED   A N T EN N A   F i gu r e   s h o w s   t h e   P - pa t c h   a nt e nna   ge o m e t r y   w i t h   di m e ns i o n s .   T h e   s ub s t ra t e   i s   c h o s e n   fo r   t h i s   a n t e nn a   i s   F R - t ha t   ha s   d i e l e c t r i c a l   c o n s t a nt   = 4. 3a n d   l o s s   t a n ge n t   o f   0. 02  w i t t hi c kn e s s   =   1 . 6m m   a nd  a r e a   ( 33× 3 0)  m m ² .   N o w   l e t   us   m a ke   t h e   p a ra m e t ri c   s t udy   of   t h e   p r o po s e a n t e nna .         (a )     (b )     F i gu r e   1 .   T h e   p - p a t c a nt e nna   (a )   T h e   f r o nt   v i e w   (b b a c v i e w       2. 1 .   Effe c o g r o u n d   l e n gth   Lg   T h e   e ffe c t   c h a n gi ng  t h e   l e n gt o f   gr o un L a ppe a r s   i n   F i g ur e   i t   i s   f o un t ha t   L = 10  m m   g i v e   pr e f e r a b l e   B W   f r o m   (5 . 883 -   9 . 9)   G H z   w i t ( r e f l e c t i o n   c o e f f i c i e n t )   11   ≤  - 1 dB .           F i gu r e   2 .   E f fe c t   of   gr o u n l e n gt L g   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   of   P - s hape d   m i c r os t r i p   pa t c h   an t e n na  f or   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i on   s y s t e m s   ( R aa H .   T ha he r )   863   2. 2 .   Effe c o g r o u n d   w i d th   Wg   T h e   e ff e c t   c h a n g i n t h e   w i dt h   o f   gr o u n W a ppe a r   i F i g ur e   i t   i s   f o un t h a t   W = 28  m m   g i v e   pr e f e r a b l e   B W   f r o m   (5 . 883 -   9 . 9)   G H z   w i t r e f l e c t i o n   c o e ff i c i e nt   11   ≤  - 10  dB .           F i gu r e   3 .   E f fe c t   of   gr o u n w i dt W g       2. 3 .   Effe c o f e e d e r   l e n gth   Lf   T h e   e ffe c t   c h a n g i n t h e   l e n gt h   o f   f e e de r   L f   a ppe a r   i n   F i g ur e   i t   i s   f o un t h a t   L f   = 18  m m   gi v e   pr e f e r a b l e   B W   f r o m   (5 . 883 -   9 . 9)   G H z   w i t r e f l e c t i o n   c o e ff i c i e nt   11   - 10   dB .           F i gu r e   4 .   E f fe c t   of   f e e de r   l e n gt L f       2. 4 .   Effe c o f e e d e r   w i d th   Wf   T h e   e ff e c t   c h a ngi ng  t h e   f e e d e r   w i dt h   W f   a p pe a r   i n   F i gu re   i t   i s   f o un d   t ha t   W f   =   1 . 4m m   g i v e   pr e f e r a b l e   B W   f r o m   (5 . 883   -   9. 9 G H z   w i t r e f l e c t i o n   c o e ff i c i e n t   11   ≤  - 10   dB .           F i gu r e   5 .   E f fe c t   of   f e e de r   w i dt h   Wf       2. 5 .   Effe c o i n n e r   r ad i u s   r 2   T h e   e ffe c t   c h a n g i n t h e   i nn e r   ra di us   r a ppe a r   i n   Fi gu r e   i t   i s   fo un t ha t   r = 4. m m   g i v e   pr e f e r a b l e   B W   f r o m   (5 . 883 -   9 . 9)   G H z   w i t r e f l e c t i o n   c o e ff i c i e nt   11   ≤  - 10dB .   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 .   15 ,   N o .   2 A ugus t   2 019   :     8 6 1   -   8 6 9   864       F i gu r e   6 .   E f fe c t   of   i nn e r a di us   r 2       2. 6 .   Effe c o o u te r   r ad i u s   r 1   T h e   e ff e c t   c h a n g i n t h e   o ut e r   r a di us   r a ppe a i n   F i gu r e   i t   i s   f o un t h a t   r 1 = 4. m m   g i v e   pr e f e r a b l e   B W   f r o m   (5. 883 -   9 . 9)   G H z   w i t h   r e f l e c t i o n   c o e ff i c i e n t 11   - 10   d B .           F i gu r e   7 .   E f fe c t   of   o ut e r   r a di us   r 1       2. 7 .   Effe c o m ak i n s l o ts   i n   g r o u n d   p l an e   F o r   i m p r o v e   t h e   a n t e nna   c ha r a c t e r i s t i c s ,   s o m e   s l o t s   a r e   e t c he i n   g r o und.   T h e   f i r s t   s l o t   a t   m i d dl e   of  gr o u n d   pl a n e   w i t di m e n s i o n s   (X 1= 2 × X 2= 2. 8 m m ²   t ha t   g i v e   B W   f r o m   (5 . 75     10 . 234)   G H z   w i t h   11   - 10dB .   T h e n   4   s l o t s   a r e   e t c h e o n   t h e   t w o   s i de s   of   t h e   m i dd l e   s l o t   w i t h   d i m e n s i o n s   (X 3= 2 . ×   X 4 = 0. 5)  m m ²   w i t h   s pa c e   be t w e e n   e a c h   o t h e r   e qua l   t o   X 5= 2. m m ,   ge t t i n m ul t i b a n f r o m   (5. 6 74  - 6. 97)  G H z   a n f r o m   (7. 54 - 10. 2 34)  G H z .   T o   i m p r o v e   t h e   B W   a nd  t o   o v e r c o m e   t h e   m ul t i b a n c a s e ,   re c t a n gu l a s l o t   m a de   o n   t h e   l e f t   o f   t h e   gr o u n w i t di m e n s i o (Y = 4 . 5   ×   Z = 8. 5)  m m ²   a s   s h o w n   i F i gu r e   8   It   i s   o b v i o us   gi v e   be s t   B W   f r o m   (5 . 674   - 10. 253 G H z .         (a )     (b )     F i gu r e   8 .   ( a )   S l o t   a nd  r e c t a ngul a r   s l o t   i g r o u n d .   (b )   E f fe c t   of   s l o t   a n r e c t a n gul a s l o t   i n   g r o u n d   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   of   P - s hape d   m i c r os t r i p   pa t c h   an t e n na  f or   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i on   s y s t e m s   ( R aa H .   T ha he r )   865   T a b l e   1   s h o w s   t h e   o pt i m um   pa ra m e t e v a l ue s   o f   t h e   m o di f i e a nt e nn a .       T a b l e   1 .   A nt e nna   P a ra m e t e r   V a l ue s   P a ra m e t e r   V a l u e   ( m m )   P a ra m e t e r   V a l u e   ( m m )   Ls   33   X1   2   Ws   30   X2   2 . 8   Lg   10   X3   2 . 8   Wg   28   X4   0 . 5   Lf   18   X5   2 . 8   Wf   1 . 4   Y   4 . 5   R1   4 . 7   Z   8 . 5   R2   4 . 4           T h e   p r o po s e pa t c h   a nt e nna   i s   f a b r i c a t e d.   F i gu r e   s h o w s   t h e   p h o t o gr a p o f   t h e   f a b ri c a t e P -   s ha pe a n t e nn a .         (a )     (b )     F i gu r e   9 .   F a b r i c a t e P - s h a pe   pa t c a nt e nn a   ( a T o v i e w   (b b a c v i e w       3.   C H A R A C TER I S TI C S   O F   T H E   P R O P O S ED   P - P A TC H   A N TEN N A   N ow   l e t   us   de s c ri b e   t h e   c ha r a c t e r i s t i c s   o f   t h e   p r o po s e a n t e nna   w i t o pt i m um   p a r a m e t e r s   v a l ue s .     3. 1 .   S - p ar am e te r   an d   V S WR   T h e   f a b r i c a t e a nt e nna   i s   s h o w n   i f i gu r e   (9 ha s   s i m ul a t e r e s ul t s   t h a t   o b t a i n e o n   i t   f r o m   CS T   (Co m put e r   s i m ul a t i o n   T e c hn o l o g y a n m e a s u r e r e s ul t s   t e s t e by   V N A   (ve c t o r   n e t w o r a na l y z e r ).     F i gu r e   1 0   s h o w s   s i m u l a t e a n d   m e a s u r e d   r e t u rn  l o s s   v a ri a t i o w i t f r e que n c y .   W h e r e   11 = 1 0 Γ     i s   t h e   r e f l e c t i o n   c oe ff i c i e n t ) .   H ow e v e r   t h e   vo l t a ge   s t a n d i n w a v e   r a t i o   (V S W R a ga i n s t   f r e que n c y   i s   s h ow n   i n   F i gu r e   11 .           F i gu r e   10 .   S - p a ra m e t e r   v e r s us   f r e que n c y   fo r   m e a s u r e d   a n d   s i m ul a t e r e s ul t s   c o m pa ri s o 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 .   15 ,   N o .   2 A ugus t   2 019   :     8 6 1   -   8 6 9   866       F i gu r e   11 .   R e t u rn  l o s s   v e r s us   f r e que n c y       T h e   V S W i s   t h e   r a t i o   of   t h e   pe a a m p l i t ude   of   a   s t a ndi n w a ve   t o   m i ni m um   a m p l i t ude   o s t a n d i n g   w a ve   [12]  a l s o   i t   i s   a   m e a s u r e   o f   m a t c hi n g   b e t w e e n   a n t e nna   a n d   t ra n s m i s s i o l i n e .   V S W R   i s   f un c t i o t o   t h e   r e f l e c t i o n   c o e ff i c i e n t   a n d   t h e   a c c e pt a b l e   V S W R   ˂ ˂   2   i p a s s   b a n d .      = 1 + | | 1 | | =       w h e r e       Γ   i s   r e f l e c t i o n   c o e ff i c i e n t   [6] .     =         = ʀ  ʀ +        w h e r e   Z ʀ = L o a i m pe da n c e .   Z o = Ch a ra c t e ri s t i c   i m pe da n c e   [6] .   It   i s   n o t e t h a t ,   t h e r e   i s   a   go o a g r e e m e n t   b e t w e e n   m e a s u r e d   r e s ul t s   a n s i m u l a t e r e s ul t s   w i t h   s o m e   e rr o r s   d ue   t o   t h e   f a b ri c a t i o n   e rr o r s   w h i c h   i n c l ude   d i s c o n t i nui t y   a n d     i a ddi t i o t o   d i f f i c ul t y   o m a n uf a c t u ri n g   t h e   a n t e nna .     3. 2 .   A n te n n g a i n   T h e   s i m u l a t e ga i n   f o r   t h e   p - pa t c h   a nt e nna   a ppe a r s   i n   F i g u re   12.   T h e   ga i v a r i e s   f r o m   2 . 809dB i   t 4. 947dB i .       F i gu r e   12 .   G a i f o r   t h e   p - p a t c h   a n t e nna       3. 3 .   C u r r e n D i s t r i b u ti o n   P - pa t c h   a n t e nna   c u rr e nt   d i s t ri b ut i o n   i s   s h o w n   i n   F i gu r e   (1 3)  a t   f r e que n c i e s   (6. 1 ,   8 ,   9 . 79 87)  G H z .   F i gu r e   13 ( a s h o w s   t h e   c urr e nt   d i s t r i b ut i o a t   f r e que n c y   ( 6. 1)   G H z   i t   ha s   m a x i m u m   c urr e nt   ( 90. 1   A / m ) .   F i gu r e   13 ( b s h o w n   t h e   c u rr e n t   di s t r i b ut i o n   a t   f r e que n c y   (8)  G H z   i t   h a s   m a xi m u m   c u rr e n t   (95 . 1A / m ).     F i gu r e   13 ( c )   s h o w n   t h e   c u rr e n t   di s t ri b ut i o n   a t   f r e que n c y   (9. 7 987)  G H z   i t   h a s   m a xi m u m   c u rr e n t   (10 5A / m ).   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   P - s hape d   m i c r os t r i p   pa t c h   an t e n na  f or   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i on   s y s t e m s   ( R aa H .   T ha he r )   867     (a )     (b )     (c )     F i gu r e   13 .   Cu rr e n t s   di s t ri b ut i o n s   f o r   f o l l ow i n f r e que n c i e s   ( a )   6. 1G H z ;   (b )   8   G H z (c )   9. 7 987G H z       3. 4 .   F ar   F i e l d   R ad i ati o n   P atte r n   F i gu r e   14  s h o w s   t h e   s i m ul a t e r a d i a t i o n   p a t t e rn s   o t h e   pro pos e a n t e nna   i n   E - pl a n e   (Y - Z   pl a n e )   a n H - pl a n e   (X - Z   pl a n e f o r   t hr e e   f r e que n c i e s   w i t hi n   b a nd  w h i c h   a r e   (6. 1 ,   8,   9. 7987)  G H z .   F i gu r e   14 ( a )   s h o w s   t h e   r a d i a t i o n   pa t t e rn  a t   6G H z ,   i t h e   E - p l a n e ,   t h e   m a g ni t ude   o f   m a i l o b e   i s   (1. 26)   dB i   i t h e   di r e c t i o n   (11.   w i t t h e   a n gu l a w i dt h   (3dB i s   (109 . 3̊  ) ,   i t h e   H - pl a n e ,   t h e   m a g ni t ude   o f   m a i n   l o b e   i s   (3. 08)   dB i   i n   di r e c t i o n   (1 77̊  w i t h   t h e   a ngul a r   w i dt h   (3dB i s   (78 . 9̊  ) .   F i gu r e   14 ( b s h o w s   t h e   ra di a t i o n   p a t t e rn s   a t   8 G H z ,   i n   t h e   E - pl a n e ,   t h e   m a g ni t ude   o f   m a i l o b e   i s   (0. 507)   dB i   i t h e   di r e c t i o (7 4̊  w i t t h e   a n gu l a w i dt (3dB )   i s   (236.   ),   i t h e   H - pl a n e ,   t h e   m a g n i t ude   o f   m a i l o b e   i s   (4 . 25 )   dB i   i di r e c t i o (13 .   )   w i t t h e   a ngul a w i dt (3dB i s   ( 65.   ) .   F i gu r 14 ( c s h o w s   t h e   ra di a t i o pa t t e rn s   a t   9. 7 987G H z ,   i t h e   E - p l a n e ,   t h e   m a g ni t u de   of  m a i n   l o be   i s   (1. 45)   dB i   i t h e   d i r e c t i o n   (70. 0̊  )   w i t h   t h e   a n g ul a w i dt h   (3 dB i s   (1 14. 2   ̊  ) ,   i t h e   H - pl a n e ,   t h e   m a g ni t u de   o f   m a i l o b e   i s   (4. 17)   dB i   i d i r e c t i o (154̊   )   w i t t h e   a n gu l a w i dt (3dB i s   (71. 9̊) .         E - F i e l d     H - F i e l d     E - F i e l d     H - F i e l d   (a )   (b )                                                                                             E - F i e l d                                 H - F i e l d   (c )     F i gu r e   14 .   F a r   f i e l d   r a d i a t i o n   p a t t e rn  f o r   ( a )   6. 1G H z ;   (b )   G H z ;   (c )   9 . 7897G H z       3. 5 .   3D   R ad i at i o n   P atte r n   F i g u r e   15  s h o w s   t h e   s i m ul a t e 3D   ra d i a t i o n   pa t t e rn   o f   t h e   p - pa t c h   a nt e nna   a t   f r e que n c i e s     (6. 1 ,   8,   9. 7 987)   G H z .   T h e s e   pl o t s   a ppe a r s   m a xi m um   di r e c t i v i t y   (3. 08,   4 . 43  a nd  4 . 83)  dB i   f o r   f r e que n c i e s   (6. 1 ,   8 ,   a n d   9 . 7987 )   G H z   r e s pe c t i v e l y .   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 .   15 ,   N o .   2 A ugus t   2 019   :     8 6 1   -   8 6 9   868     (a )     (b )         (c )     F i gu r e   15 .   3D   ra di a t i o pa t t e rn   f o r   t h e   p r o po s e a n t e nn a   f o r   (a 6G H z ;   (b 8G H z ;   (c 9. 7987G H z       3. 6 .   G r o u p   d e l ay   G r o up  de l a y   i s   a n   i m po rt a nt   pa ra m e t e r   i n   U W B   a n t e nna   de s i gn;   i t   g i v e s   t h e   di s t o rt i o n   o f   t h e   t r a n s m i t t e pul s e s   i n   U W c o m m u n i c a t i o n s   [2] .   T h e   a n t e nna   s h o ul b e   a b l e   t o   t r a n s m i t   t h e   e l e c t r i c a l   pul s e   w i t h   m i n i m u m   di s t o rt i o n   [1 2 ].   F i gu r e   16  s h o w s   t h e   gr o up  de l a y   fo r   t h e   p r o po s e d   a nt e nna ,   i t   v a ri e s   f r o m   0. 25  n s   t o   - 0 . 25 n s .           F i gu r e   16 .   G r o up  de l a y   fo r   t h e   p r o po s e a n t e nna       4.   C O N C LU S I O N   T h e   P - s ha pe pa t c h   a n t e nna   w a s   de s i gn e a n s i m u l a t e r e s ul t s   w e r e   ob t a i n e f o r   o pt i m u m   v a l ue s   of   v a r i a b l e s   (L f ,   L g,   r 1,   r2).   I t   i s   f o un t ha t   a dd i n s l o t s   i n   t h e   gr o un pl a n e   w i l l   e n l a r ge   t h e   b a n w i dt h   f r o m   (5. 883 - 9. 9 G H z   t o   (5. 67 4 - 10 . 234)  G H z   r e s ul t i n g a i n   o f   2. 809  dB i   t o   4. 947  dB i .   T hi s   a nt e nna   c a n   b e   us e d   fo r   a ppl i c a t i o n s   w e r e   pl a c e w i t hi n   t h e   U . S .   a n d   E u r o pe a n   f r e que n c y   b a n ds   a l l o c a t e s uc h   a s   ra d a r ,   m o b i l e   a n o t h e r   w i r e l e s s   c o m m un i c a t i o n .   T h e   c u rr e nt   d i s t r i b ut i o n   o f   s uc h   a n t e nna   i s   c o n s i de r e a t   f r e que n c i e s   w i t h i t h e   o pe r a t i o b a n dw i dt h   w hi c h   g i v e s   m a xi m u m   c urr e nt   o f   90. 1A / m ,   95 . 1A / m ,   a n 105  A / m   a t   6. 1G H z ,   8G H z ,   a nd  9. 7987G H z   r e s pe c t i v e l y .   A l s o ,   t h e   3D   ra di a t i o n   p a t t e rn   s h o w s   t h a t   t h e   a nt e nna   gi v e s   m a x i m u m   di r e c t i v i t y   o f   4. 83dB i   a t   9. 7987G H z .   T h e   a nt e nn a   s i z e   i s   (3 30 × 1 . 6)   mm 3   w i t F R - s ub s t r a t e .   T h e   f a b r i c a t e a nt e nna   i s   t e s t e by   V N A   a nd  c o m pa r e t he   pra c t i c a l   r e s ul t   w i t h   t h e   s i m ul a t i o r e s ul t   a n d   c o n c l ude d   r e a s o n a b l e   a g r e e m e n t   b e t w e e n   r e s ul t s .   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   of   P - s hape d   m i c r os t r i p   pa t c h   an t e n na  f or   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i on   s y s t e m s   ( R aa H .   T ha he r )   869   R EF ER EN C ES     [ 1]   R .   H .   T ha he r ,   S i ng l e   a nd  M u l t i b a nd  U W B   c i r c ul a r   pa t c a nt e nna   f o r   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o a pp l i c a t i o n, ”  A m e r i c an   j our nal   o f   E l e c t r om a gna t i c s   and   A p pl i c a t i on s ,   v o l .   3 ,   pp .   16 - 23 20 15.   [ 2]   H .   T i z y i ,   e t   a l . ,   M i ni a t u r i z e d   U l t r a   W i de b a nd   M i c r o s t r i p   A nt e nna   B a s e o a   M o di f i e K o c S no w f l a ke   G e o m e t r y   f o r   W i r e l e s s   A ppl i c a t i o ns , ”  A m e r i c an   J our n al   o f   E l e c t r o m agne t i c s   and   A p pl i c a t i ons ,   v o l .   3 ,   201 5.   [ 3]   M .   T .   I .   H uque ,   e t   a l . ,   D e s i g a nd  p e r f o r m a nc e   a n a l y s i s   o f   m i c r o s t r i a r r a y   a nt e e n a   w i t o pt i m um   pa r a m e t e r s   f o r   X - ba nd  a pp l i c a t i o ns ,   I J A C SA ,   v o l .   2,   p p.   81 - 87 201 1.   [ 4]   A .   K .   J a s s i m   a nd  R .   H .   T h a he r ,   E nh a nc e   G a i o f   B r o a dba n E l l i p t i c a l   M i c r o s t r i p   P a t c A r r a y   A nt e nna   w i t M ut ua l   C o upl i ng   f o r   W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o n, ”  I n done s i an  J o u r nal   of   E l e c t r i c al   E ng ni ne e r i ng  and  c om pu t e r   Sc i e nc e ,   v o l .   1 3,   pp .   217 - 25 5,   J a n   201 9.     [ 5]   M .   A .   H a s s a n i e n,   e t   a l C o m pa c t   r e c t a ng u l e r   U - s ha pe d   s l o t   m i c r o s t r i pa t c h   a n t e n na   f o r   U W B   a pp l e c a t i o ns ,   I E E E ,   M E C A P v o l .   20 ,   pp .   1 0,   20 10 .   [ 6]   Y .   S .   K h r a i s a t ,   D e s i g o f   e l e m e nt s   r e c t a ng ul a r   m i c r o s t r i p   pa t c a n t e nna   w i t hi g g a i f o r   2 . 4G H z   a ppl i c a t i o ns ,   M o de r A pp l i e Sc i e nc e ,   v o l .   6,   pp .   68 - 74 J a n   2 012 .   [ 7]   C .   A .   B a l a n i s ,   M o de r e n   A nt e nn a   H a ndbo o k ,”   J o hn   W i l e y   a nd  s o ns ,   2008 .   [ 8]   R .   H .   T ha h e r   a nd   Z .   S .   J a m i l ,   “D e s i g o f   D ua l   B a nd  M i c r o s t r i A nt e nna   f o r   W i - F i   a nd  W i M a A pl i c a t i o n,   T E L K O M N I K A   T e l e c om m u ni c at i o C om put i n E l e c t r on i c s   a nd  C o nt r o l ,   v o l .   13 ,   pp .   1 25 - 132 ,   J un   2 015 .   [ 9]   E .   V a i s ha l i   R . ,   e t   a l . ,   D e s i g o f   m i c r o s t r i p   pa t c a n t e n na   a r r a y ,   I nt e r n at i on al   J ou r na l   of   E ng i ne e r i ng   R e s e ar c h   and  T e c hno l ogy ,   v o l .   2 ,   D e c   20 13.   [ 10]   G.   S a hu ,   e t   al .,  A   U W B   t r i a ng ul a r   s ha p e ,   t r a ng ul a r   p a t c h   a nt e n na   a r r a y   t y pe   a nt e n na   f o r   3G   m o bi l e   c om m uni c a t i o i n   I ndi a ,   I n t e r na t i o na l   J our na l   o f   C om pu t i ng   Sc i e nc e   and   C om m un i c at i on   T e c hno l o gi e s 2 012 .   [ 11]   F i r i s t   R e po r t   a nd   o r de r ,   F e de r a l   C o m m uni c a t i o C o m m i s s i o ( F C C ) ,”   F e b   200 2.   [ 12]   R H .   T ha h e r ,   e t   al . ,   N e w   C o m pa c t   P e nt a g o na l   M i c r o s t r i P a t c A nt e nna   f o r   W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o ns   A ppl i c a t i o n ,   A m e r i c an  J ou r na l   of   E l e c t r om agne t i c s   a nd   A pp l i c at i ons ,   v o l .   3,   p p.   53 - 64 201 5.     [ 13]   R .   H .   T h a he r   a n N .   B .   H a s s a n ,   P r o po s e P - s ha p e 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 uni c a t i o n   A ppl i c a t i o ns ,   T E L K O M N I K A   T e l e c om m u ni c at i o C om put i n E l e c t r on i c s   and   C on t r ol v o l .   16 ,   D e c   20 18.   [ 14]   U ni t e d   S t a t e s   F r e q ue nc y   A l l o c a t i o n,   N a t i o na l   T e l e c o m i na t i o n   a n I nf o r m a t i o A dm i n i s t r a t i o n O c t   2 003 .   [ 15]   T he   E u r o pe a t a b l e   o f   f r e que nc y   a l l o c a t i o ns   a nd  a ppl i c a t i o i t he   f r e que nc y   r a ng e   8. 3kH z   t o   3000G H z ,   E l e c t r oni c   C om m un i c a t i on  C om m i t t e e   ( E C C )   w i t hi n   t he   E ur o pe an  C on f e r e nc e   of   P os t a l   and   T e l e c om m un i c a t i on   A dm i n i s t r a t i on   ( C E P T ) ,   J un   20 16 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.