I n d on e s i an   Jo u r n al   o f  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 .   22 ,   N o .   2 ,  M a y   2021 ,   pp .   857 ~ 86 5   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 22 .i 2 . pp 857 - 865             857       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   Pe r f o r m a n c e   a n a l y si s   o f   p a t c h   a n t e n n a   f o r   u n d e r w a t e r   w i r e l e ss   c o m m u n i c a t i o n   i n   s e a w a t e r       S i ti   H a r l i z a   M o h d   R az al i 1 ,   R a z al i   N g ah 2 ,   Y o s h i h i d e   Y am ad a 3 ,   K am i l i a   K am ar d i n 4   1 ,2 W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o n  C e nt r e ,   S c ho o l   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i n g ,   F a c ul t y   of   E ng i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t i   T e k no l o g i   M a l a y s i a ,   81 310   S ku da i ,   J o ho r   B a hr u ,   J o ho r ,   M a l a y s i a   3 , 4 C o m m uni c a t i o n  S y s t e m   a nd  N e t w o r k   R e s e a r c h  L a b,   M a l a y s i a n - J a pa n   I nt e r n a t i o na l   I ns t i t u t e   o f   T e c hno l o gy   ( M J I I T ) ,   U ni v e r s i t i   T e k no l o g i   M a l a y s i a ,   J a l a n   S u l t a n  Y a hy a   P e t r a ,   5410 0  K u a l a   L um pur ,   M a l a y s i a       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  Ju l   22 ,   20 20   R e v i s e d  D e c   10,   2020   A c c e pt e d  M a r   9 ,   202 1       U nde r w a t e r   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n  i n   s e a w a t e r   i s   b e c o m i ng   m o r e   i nt e r e s t i ng   a nd  c ha l l e ng i ng   i n  r e c e n t   y e a r s .   T h e   d e v e l o pm e n t   o f   a nt e n na   f o r   unde r w a t e r   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n  i n  s e a w a t e r   a t   90 0   M H z   U H F   r a ng e   f r e que nc y   i s   i m pl e m e n t e d  by   us i ng   pa t c h  a nt e nn a .   I n  t hi s   pa pe r ,   t h e   a nt e nna s   w e r e   de s i g ne d  us i ng   F E K O ,   a n  e l e c t r o m a g ne t i c   s i m ul a t i o n  s o f t w a r e ,   a nd  a   s ui t a b l e   s i z e   f o r   r e c t a ng ul a r   pa t c h  a nt e nna   f o r   s e a w a t e r   a pp l i c a t i o n  w a s   de v e l o pe d  t o   s t udy   t he   r e l e v a nc e   be t w e e n  λ 0   w i t h  W   a nd  L   i n  s e a w a t e r .   T he   m a j o r   d i f f e r e nc e   be t w e e n   t he   pa t c he s   i n  f r e e   s p a c e   a n d  s e a w a t e r   w a s   t he   f e e dpo i nt   d i s t a nc e   f o r   a n t e n na .   F o r   L   s i z e ,   w h i c h  w a s   s l i g ht l y   bi g g e r ,   a bo ut   0. 9   m m   t h a n  f r e e   s p a c e   s i z e   c a n  c o ns i de r   a l m o s t   s a m e .   B u t   t he   g a i n   f o r   pa t c h  a nt e nna   i n  s e a w a t e r   w a s   f o und  a t   - 2. 51  dB i ,   l o w e r   t ha n   pa t c h  a n t e n na   i n  f r e e   s pa c e ,   w hi c h  w a s   5 . 76   dB i   du e   t o   t he   pa t h  l o s s   i n  s e a w a t e r .   T hi s   s ho w s   t ha t   a t t e nu a t i o n  ha p pe n e d ,   a n d  a   be t t e r   a nt e nn a   w i l l   be   de s i g n.   T he   o n e   t h a t   ha s   be t t e r   g a i n,   w h i c h  i s   a r o und  a bo v e   2 dB i   i n  s e a w a t e r ,   i n  o r de r   t o   g e t   be t t e r   pe r f o r m a nc e   a nt e nn a   i n   s e a w a t e r   e nv i r o nm e n t .   Ke y w or ds :   A nt e nna   de s i g n   m e t h o d    D e v i c e   t o   de v i c e   P a t c h  a n t e nn a   S e a w a t e r   a nt e nn a     U H F   T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   S i t i   H a rl i z a   M o h d   R a z a l i   W i r e l e s s   Co m m u n i c a t i o n  Ce n t r e ,   S c h o o l   of   E l e c t ri c a l   E ngi n e e r i n g   F a c ul t y   of   E n g i n e e ri n g ,  U ni v e r s i t i   T e kn o l o gi   M a l a y s i a   81310  S k uda i ,   J o h o r  B a hr u ,   J o h o r ,   M a l a y s i a   E m a i l :   s ha rl i z a . po l i @ gm a i l . c o m ,   s . ha r l i z a @ g ra du a t e s . u t m . m y       1.   I N TR O D U C TI O N   U n de r w a t e r   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   i n   s e a w a t e r   b e c o m e s   m o r e   i n t e r e s t i ng  b e c a us e   of   r e s e a r c h   i n   a qua t i c   e n v i r o nm e n t   i s   g r o w i n g  da y   by   da y .   T h e r e   a r e   a c o us t i c ,   f r e e   s pa c e   o pt i c a l   a n d  e l e c t r o m a g n e t i c   r a di o   f r e que n c y   a ppl i c a t i o n s   t h a t   a r e   i n v o l ve d  i n   a qua t i c   e n v i r o nm e nt .   T hi s   pa pe r   w i l l   c o n c e nt r a t e   o n   t h e   us e   of  e l e c t r o m a g n e t i c   r a di o   f r e que n c y   i n   de s i g n i ng  a   pa t c h   a n t e nna .   T h e   p r o po s e d  a n t e nn a   i s   de s i gn e d  a t   900  M H z   lic e n s e d  b a n d   f o r   de v i c e - to - de v i c e   un de r w a t e r  i n  s e a w a t e r  a p pl i c a t i o n  e s pe c i a l l y   fo r   di v e r  us e .   T h e   m a j o r   i s s ue   of   t hi s   s t udy   i s   t ha t   u n de r w a t e r   c o m m u ni c a t i o n s   ha v e   be e n   l i m i t e d  i n   d i s t a n c e   due   t h e   hi g h   a t t e n u a t i o n   f o r   s e a w a t e r   R F   c o m m uni c a t i o n   f r e q ue n c i e s .   A l t h o ug h   r e l i a b l e   R F   c o m m uni c a t i o n   di s t a n c e   i s   o n l y   a   f e w   m e t e r s ,   t h e   m a i n   a dv a nt a ge   o f   R F   i s   t ha t   i t   c a n   c r o s s   w a t e r   a n d  a i r   s u r f a c e   bo r de r s ,   a nd  t h i s   i s   s i g n i f i c a n t   [1 ] - [ 3] .   T h i s   s t u dy   i s   i m po r t a n t   i n   m ul t i p l y i n g  t h e   s e l e c t i o n   o f   a n t e nn a   t y pe s   t h a t   c a n  b e   a ppl i e d  i n   s e a w a t e r ,   a n d  t o   c h o o s e   t h e   be s t   o n e   f o r   a   pa rt i c ul a r   a p pl i c a t i o n   b e c a us e   o c e a n   t e c hn o l o g y   i s   gr o w i n g  i n   u nde r w a t e r   c o m m u n i c a t i o n s   b e c a us e   of   i t s   va r i e d  a pp l i c a t i o n s   s uc h   a s   i n   m a r i n e   r e s e a r c h ,   o c e a n o gra p h y ,   m a r i n e   c o m m e r c i a l   o pe r a t i o n s ,   o ff s h o r e   o i l   i ndus t r y ,   de f e n s e   a n d  l e i s u r e   [3].   Co m pa r e d  t o   t h e   i n i t i a l   c o m m u ni c a t i o n   s y s t e m ,   s us t a i n e d  r e s e a r c h   o v e r   t h e   y e a r s   h a s   r e s ul t e d  i n  b e t t e r   pe r f o r m a n c e   a n d  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   22 ,   N o .   2 ,  M a y   202 1   :     857   -   86 5   858   s t u r di n e s s   i n   u n de r w a t e r   c o m m u ni c a t i o n ,   w hi c h   r e s ul t e d  i n   m a n y   c o m m uni c a t i o n   p r o duc t s   f o r   us e   i n   w a t e r   b e i n g  a v a i l a b l e   t o da y .     T h e r e   a r e   s e ve r a l   p r e v i o us   w o r ks   t ha t   p r e s e n t   s i m i l a r   a ppl i c a t i o n   a s   t hi s   pa pe r   b ut   w i t h   d i f fe r e nt   t y p e s   of  a nt e nna   a n d  f r e que n c y .   In   [4],   t h e y   us e d  a   l oo p  a n t e nna   w i t h   a   d i a m e t e r   o f   16  c m   w i t h   a   pe r f o r m a n c e   of   S 11  39  M H z ,   w h i l e   g a i n   w a s   n o t   m e n t i o n e d.   I n  [5] ,   t h e y   u s e d  di po l e   a nt e nna s   w i t h   p a r a s i t i c   e l e m e n t s   w i t h  s i z e s   r a ngi n g  f r o m   82  m m   t o   475  m m ,   a nd  t h e   pe r f o r m a n c e s   w e r e   65  M H z   fo r   b a n dw i dt h,   a n d  25  M H z   a n d   40  M H z   fo r   ga i n.   F u rt h e rm o r e ,   i n   [6]  l o o p,   di po l e   a n d  J - p o l e   a n t e nna s   w e r e   us e d  w i t h   s i z e s   a r o un d  74. 5 5  m m ,   11 5. 5 0  m m   a n d  121 . 80  m m   f o r   40  M H z ,   w hi c h   ha d  b a ndw i dt h  pe r f o r m a n c e s   of   13. 94  M H z ,   11 . 89  M H z   a n d  10 . 43  M H z .   W hi l e   i n   [7 ],   t h e y   us e d  3  t y pe s   of   l oo p  a nt e nna s   w i t h   g r o un d  p l a n e   f o r   40  t o   100  M H z   r e s o n a n c e ,   a n d  t h e   s i z e   w e r e   a r o u n d  130  m m   t o   400  m m   t ha t   g a v e   di r e c t i v i t y   f r o m   13  t o   19  dB .   In   [ 8],   a   bow - t i e   a nt e nna   w a s   us e d  fo r   dua l   b a n d  a t   2 . 4  a n d  5 . 1  G H z   w i t h   a   s i z e   o f   a r o un d  11  m m   t o   12  m m ,   a n d  t h e   m a x i m u m   g a i n   a c hi e v e d  w a s   1. 2  dB i   a t   θ  = 0◦ ,   a n d  a   v a r i a b l e   r e c e i ve d  p ow e r   of   - 71  t o   - 64  dB m .   A n d  i n   [ 9],   ha l f   w a ve   di po l e   a n t e nna   o f   33. 37  c m   l o n g  a t   30  kH z   ob t a i n e d  a t t e n ua t i o n   i n   s e a w a t e r   a t   6. 5 4dB / m .   T h e   n o v e l t y   of   t h i s   s t udy   i s   f r e que n c y   a n d  m e a s u r e d  pe rm i t t i v i t y   v a l ue   w a s   us e d  fo r   a nt e nna   pe r f o r m a n c e .   Cr e a t i v i t y   i s   a b o ut   t h e   r e l a t i o n s h i p  b e t w e e n   t h e   a nt e nna   ga i n   a nd  a n t e nna   l o s s   pr o pa ga t i o n   w i t h   t h e   de pt h   of  t h i s   pa pe r   i s   t h e   f ul l   a na l y s i s   of   a n t e nn a   pe r f o r m a n c e   b e t w e e n  f r e e   s pa c e   a nd  s e a w a t e r.     A l l   p r e v i o us   w o r ks   m e n t i o n e d  a b ov e   di d  n o t   pr o v i de   c om pl e t e   a n t e nna   pe r f o r m a n c e s   a n d  j us t   di s c us s e d  s e ve r a l   pe r f o r m a n c e s .   A   p r o b l e m   t ha t   w i l l   b e   s o l v e d  i n   t h i s   p a pe r   i s   h o w   t o   de s i gn   a   r e c t a n gu l a r  pa t c h   a n t e nna   w i t h  go o d  a nt e nn a   pe r f o r m a n c e   a s   a   f r e e   s pa c e   o n e .   T h e   r e a s o n s   o f   c o m pa r i s o n  s t u dy   b e t w e e n   f r e e   s pa c e   a n d  s e a w a t e r   p r o pa ga t i o n   i s   t o   s t udy   h ow   t h e   di f f e r e n c e s   o f   t h e   pa t c h   a nt e nn a   s i z e   b e t w e e n   f r e e   s pa c e   a n d  s e a w a t e r   a n d  o t h e r   c h a ra c t e r i s t i c s   t ha t   i n v o l v e   i n   de ve l o pi n g  s e a w a t e r   a nt e nna   f o r   RF   c o m m uni c a t i o n .   I n   t h i s   p a pe r ,   t h e   p r o b a b i l i t y   of   t h e   de ve l o p m e nt   o f   pa t c h   a n t e nna   i n   s e a w a t e r   w a s   s t udi e d  t o   de t e r m i n e   t h e   s ui t a b l e   s i z e   a n d  t o   ge t   b e s t   a n t e nna   pe r f o r m a n c e .   T h i s   p a pe r   i s   o r g a n i z e d  a s   t h e   f o l l ow i n g.   S e c t i o n   2  i s   t h e   t h e o r e t i c a l   p a r t ,   s i m ul a t i o n   a n d  a nt e nn a   pe r f o r m a n c e ,   S e c t i o n   3  i s   t h e   d i s c us s i o n ,   a n d  S e c t i o n  4  w i l l   c o n c l ude   t h e   pa pe r.       2.   F U N D A M EN TA L  K N O W LED G E  (T H E O R ETI C A L   P A R T)   2. 1 .       P at c h   an t e n n a  d e s i gn   i n   f r e e   s p a c e   T h e   r e c t a n g ul a r   pa t c h   a n t e nna   f o r   f r e e   s pa c e   w a s   de s i gn e d  us i ng  f o r m ul a   ( 1),   w hi c h   i s   t h e   b a s i c   fo r m u l a   t o   f i n d  L   v a l ue   t h a t   s ui t a b l e   fo r   o pe r a t i o na l   f r e que nc y   a n d  m a t e r i a l   us e d .  In   (2)  E s t i m a t e s   t h e   v a l ue   of   w i dt h   f o r   t h a t   p a t c h   a nt e nn a   (3)  a n d  (4 )  a r e   e xt e n de d  f o r m ul a s   f o r   t h e   b e t t e r   s i z e   de s i gn s   o f   pa t c h   a nt e nn a   [10].   By   us i n g   a l l   t h e   f o r m ul a ,   i t   i s   e a s y   t o   s t a r t   de s i g n i ng  t h e   m o de l   i n  F e ko   us i n g   t h e   c a l c ul a t e d  s i z e .       49 . 0 49 . 0 g L   (1)     2 1 0 2 r f c W i dt h   (2)     W h r r e f f 12 1 1 2 1 2 1   (3)     ) 8 . 0 )( 258 . 0 ( ) 264 . 0 )( 3 . 0 ( 824 . 0 0 2 h W e f f h W e f f h e f f f c L e n g t h   (4)     T h e   pa t c h   a n t e nna   w a s   f i t t e d  t o   t h e   c l a s s   o f  r e s o n a n t   qu a t i a nt e nna s ,   t h e n   i t s   r e s o n a nt   b e h a v i o r   w a s   r e s po n s i b l e   f o r   t h e   m a i n   c h a l l e n ge   i n   pa t c h   a n t e nna   a de qua t e   b a n dw i dt h,   w hi c h   i s   c o n v e n t i o n a l   pa t c h  de s i g n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       P e r f or m anc e   an al y s i s   o f   p at c h  a nt e nna   f or   un d e r w at e r   w i r e l e s s   c om m u ni c at i on…   ( Si t i   H ar l i z a   Moh d  R az al i )   859   t h a t   p r o duc e d  b a n dw i dt h s   a s   l o w   a s   a   f e w   pe r c e n t   [10] .   T o   de v e l o p  a   de s i gn   o f   a   s ui t a b l e   pa t c h   a n t e nna ,   l e n g t h   a n d   w i dt h  w e r e   c a l c ul a t e d  us i ng  t h e   f o r m u l a s   (1),   (2) ,   (3)  a n d  (4)  i s   s h o w n   i n  F i gu r e   1( i ).   T h e   t w o   e n ds   of   t h e   pa t c h   t ha t   w e r e   c o n n e c t e d  t o ,   a n d  o ppo s i t e   f r o m ,   t h e   f e e d   c o n n e c t i o n   p r o v i de d   t h e   ra di a t i o n,   a c t i ng  a s   s l o t   a nt e nn a s ,   w h e r e   e a c h   s l o t   i s   t h e   g a p  b e t w e e n   t h e   e n ds   o f   t h e   pa t c h   a nd  t h e   g r o und  pl a n e   b e n e a t h   t h e   do m i na n t   d i e l e c t ri c   l a y e r   [10].   T h e   a rr o w s   o n   t h e   l e f t   a n d  ri g h t   e n ds   o f   t h e   p a t c h   r e p r e s e n t   t h e   c urr e n t s   b e t w e e n   t h e   pa t c h   c o n d uc t o r   a n d  g r o u n d   pl a n e   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1(i i ).   A t   t h e   e n ds ,   w h e r e   t h e y   w e r e   n o t   c o nt a i n e d ,   t h e s e   c urr e nt s   r e s ul t e d  i n   t h e   de s i r e d  ra di a t i o n   o f   e l e c t r o m a g n e t i c   w a v e s   f r o m   t h e   t w o  e n d  s l o t s .   T h e   m i c r o s t r i p   f e e dl i n e   e xc i t e d  t h e   c e n t r e   o f   t h e   s l o t   fo r m e d  by   t h e   e n d   o f   pa t c h   t ha t   t o   w h i c h   i t   w a s   c o n n e c t e d.   B e t w e e n   t h e   u n de r s i de   o f   t h e   pa t c h   a n d   t h e   s ub s t r a t e   g r o u n d  p l a c e ,   a   l o w   i m pe da n c e   t r a n s m i s s i o n   l i n e   w a s   f o r m e d  t h a t   s ub s e que n t l y   f e d  t h e   s l o t   o n   t h e   o ppo s i t e   s i de   [10].   T h e r e   a r e   a l s o   ha v e   a n o t h e r   pa t c h   a n t e nna   t y pe   b ut   n o t   a ppl y   y e t   i n   s e a w a t e r .   T h e   p r e v i o us   w o r k  w a s   di e l e c t r i c   de n s e   pa t c h  a n t e nn a   a ppl i e d  i n   z a m z a m   w a t e r   [11] ,   P - s ha pe   pa t c h   a nt e nna   a ppl i e d  fo r   ra da r,   m o b i l e   a n d  o t h e r s   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n   [12]  a nd  m o n o po l e   pa t c h   a n t e nna   f o r   u l t r a - w i de b a n d  ( U W B )   a ppl i c a t i o n   [13] .   F ut u r e   r e s e a r c h  t o   us e   t h e s e   pr e v i o us   w o r k  a nt e nna s   a n d  a ppl y   i t   i n  s e a w a t e r   t o   f i n d  t h e   n e w   ga i n  t ha t   a nt e nn a   w i l l   ob t a i n .   T h e   pa r a m e t e r s   us e d  i n   s i m ul a t i o n   f o r   f r e e   s pa c e   w e r e   t a b l e d  a s   i n   T a b l e   1 .   F i g u r e   2 ( i )  s h o w s   t h e   v a l ue   o f   f r e que n c y   901M H z   w h e n   t h e   i nput   i m pe da n c e   i s   50Ω   a nd  t ha t   a l s o   o b t a i n e d  t h e   e l e c t ri c   f i e l d  a s   F i gu r e   1(i i )  a s   t h e   f u n da m e n t a l   r e s o n a n c e   w a s   a c hi e v e d.   It   m e a n s   t h e   b a l a n c e   a m pl i t u de   o n   L   s i de ,   a n d  t h e   a n t e nn a   c a n   b e   c o n s i de r e d  a s   a   λ / 2   t r a n s m i s s i o n   l i n e   r e s o n a nt   c a v i t y   w i t h   t w o   o pe n   e n ds   w h e r e   t h e   f r i n g i n g   f i e l ds   f r o m   t h e   pa t c h   t o   t h e   gr o u n d  a r e   e xpo s e d  t o   t h e   uppe r   ha l f   s pa c e   (z   >   0)  a nd  a r e   r e s po n s i b l e   fo r   t h e   ra di a t i o n   [ 10] .  T h e   g a i n  o b t a i n e d  i s   5 . 76   dB i   a s   i n   3D   v i e w .   S 11  o r   r e t u rn  l o s s   i s   - 24 . 2   dB   a t   900 . 26  M H z   a nd  t h e   b a n dw i dt h   i s   5 . 71   M H z .   A l l   pe r f o r m a n c e s   f o r   t h e   f r e e   s pa c e   a n t e nna   w e r e   o b t a i n e d  a s   t h e o r e t i c a l   r e s ul t s .       T a b l e   1 .   S i m u l a t i o n  p a r a m e t e r s   i n  a   f r e e   s pa c e   A s p e c t   P a ra m e t e r   S i m u l a t o r   A l t a i r  F E K O   2 0 1 9     M e t h o d   o f   M o m e n t   F re q u e n c y   U H F   9 0 0   M H z     A n t e n n a   L e n g t h   (L 0 )   1 0 1   m m   W i d t h   (W 0 )   1 2 0   m m   H e i g h t   o f   s u b s t ra t e   ( h )   1 . 5 2 4   m m   F e e d p i n   f r o m   o ri g i n   1 9 . 5   m m   D i e l e c t r i c   ( A rl o n )   P e r m i t t i v i t y ,   ε r     2 . 5 5   Co n d u c t i v i t y ,   σ   0   S / m   T a n   δ   0 . 0 0 1 8   M e s h   s i z e ,   Δm   λ1 6           F i gu r e   1 .   ( i )  ge o m e t r y   fo r   a na l y z i n g  t h e   e dge - f e d  m i c r o s t r i p  pa t c h   a n t e nna ,   ( i i )   s i de   v i e w   s h o w i n g  t h e   e l e c t ri c   f i e l ds   i n   f r e e   s p a c e   e n v i r o n m e nt   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   22 ,   N o .   2 ,  M a y   202 1   :     857   -   86 5   860       F i gu r e   2 .   ( i )  I n put   i m pe da n c e   f o r   p a t c h  a nt e nna   i n  f r e e   s pa c e ;   (i i )  R a d i a t i o n  p a t t e rn  f o r   pa t c h   a n t e nna   i n   f r e e   s pa c e   f o r   3D   v i e w       2. 2 .       M e as u r e m e n t  o f  e l e c tr i c   c o n s tan ts   i n   s e aw at e r     B e fo r e   t h e   s i m ul a t i o n   i n   s e a w a t e r   w a s   i m pl e m e nt e d,   t h e   pr o c e s s   of   m e a s ur i ng  pe r m i t t i v i t y   fo r   s e a w a t e r   w a s   p e r f o r m e d  by   us i n g  a   P N A   de v i c e   (n e t w o r k  a na l y z e r ),   s e t up  w i t h   c a l i b r a t i o n   of   di s t i l l e d  w a t e r   pe r m i t t i v i t y .   T h e n,   w h e n   t h e   r e s ul t   w a s   a c c ura t e   ( n e a rl y   80),   us u a l l y   a r o un d  77  t o   79,   t h e   m e a s u r e   of  s e a w a t e r   pe rm i t t i v i t y   w a s   e xe c ut e d.   T h e r e   w e r e   3  s a m pl e s   of   s e a w a t e r   i n v o l v e d,   a s   s t a t e d  i n   T a b l e   2.   T h e   pr o c e s s   of  m e a s ur e m e n t   i s   s h o w n   a s   i n   F i gu r e   3(i )  a nd  3(i i ) .   T h e   r e l a t i v e   pe r m i t t i v i t y   (ε r )  of  w a t e r   de pe n ds   o n   s e v e r a l   f a c t o r s   l i ke   w a t e r   t e m pe r a t u r e ,   s a l i ni t y   a n d  p r o pa ga t i o n   f r e que n c y   [14],   a n d  i t   c a n  b e   de s c r i b e d  by   t h e   D e by e   m o d e l   [15] - [16]  o r   by   t h e   Co l e - Co l e   e qua t i o n   [17].   F o r   t h i s   s i m ul a t i o n   t h e   pe rm i t t i v i t y   a n d   c o n duc t i v i t y   v a l ue   us e d  w e r e   58. 91  a n d  0 . 32  S / m ,   w h i c h   w e r e   c h o s e n   f r o m   m e a s u r e d  v a l ue s   f r o m   T a b l e   2  a s   t h e   v a l ue   i s   t h e   hi g h e s t .   Co nduc t i v i t y   w a s   c a l c ul a t e d   us i n g  f o r m u l a   = 0 ′    w h e r e   0 = 8 . 85 10 − 12 /   [18] .         T a b l e   2 .   M e a s u r e d  pe rm i t t i v i t y   v a l ue   o f   s e a w a t e r   F re q u e n c y   ( M H z )   400   900   1500   N a m e   o f   B e a c h   P a ra m e t e r   ε'   ε"   σ   ε'   ε"   σ   ε'   ε"   σ   Ba t u   F e ri n g g i   B e a c h ,   P e n a n g   5 4 . 4 7   - 4 . 6 1   0 . 1 1   5 8 . 9 1   - 7 . 1 1   0 . 3 2   6 3 . 7 3   - 7 . 1 8   0 . 5 6   K l e b a n g   B e a c h ,   M e l a k a   4 9 . 2 6   7 . 3 8   0 . 1 7   5 6 . 8 7   - 1 . 3 6   0 . 0 6   6 2 . 5 6   - 4 . 1 2   0 . 3 2   Re m i s   B e a c h ,   S e l a n g o r   3 9 . 7 8   - 5 . 6 7   0 . 1 3   4 4 . 3 0   - 9 . 5 3   0 . 4 3   5 0 . 0 8   - 1 2 . 0 3   0 . 9 4                                                                                             F i gu r e   3 .   ( i )  Ca l i b ra t i o n  p r o c e s s ;   (i i )  P r o c e s s   of   m e a s uri n g   t he   v a l ue   o f   s e a w a t e r   pe rm i t t i v i t y       2. 3 .       S i m u l ati o n   o f  p atc h   an te n n a  i n   s e aw ate r   A   c h a l l e n ge   i n   t h i s   pa pe r   w a s   t o   f i n d  t h e   s ui t a b l e   pa t c h   s i z e   w h e n   pl a c e d  i n   s e a w a t e r   b e c a us e   t h e   s i z e   of   s e a w a t e r   pa t c h   a n t e nna   c a nn o t   b e   c a l c ul a t e d  us i ng  f o r m ul a s   (1)  t o   (4).   S o   i n   o r de r   t o   f i n d  a   s o l ut i o n ,   a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       P e r f or m anc e   an al y s i s   o f   p at c h  a nt e nna   f or   un d e r w at e r   w i r e l e s s   c om m u ni c at i on…   ( Si t i   H ar l i z a   Moh d  R az al i )   861   pr o c e s s   of   t r i a l   a n d  e rr o r   w a s   i m pl e m e n t e d  t o   ge t   t h e   S 11  ne e de d.   F i r s t l y ,   t h e   f r e e   pa t c h   s i z e   w a s   r e f e r r e d  t o   a s   t h e   s t a rt i ng  pa t c h   s i z e .   T h e n ,   t h e   s i z e   w a s   c h a nge d  l i t t l e   by   l i t t l e ,   by   i t s   L   s i z e   a n d  W   s i z e ,   t o   ge t   t h e   a c t ua l   s i z e   o f   S 11  900  M H z .   T hi s   f r e que n c y   w a s   s e l e c t e d  b e c a us e   i t   i s   w i t h i n  t h e   U H F   b a n d   c l a s s   t h a t   i s   s ui t a b l e   t o   e xt e n d  t h e   d i s t a n c e   b e t w e e n   a nt e nna s   w h e n   i n   s e a w a t e r .   I n  [19] ,   t h e   a dv a nt a ge s   o f   e l e c t r o m a g n e t i c   ra di o   f r e que n c y   w e r e   m a n y   t i m e s   c o m pa r e d  t o   a c o us t i c   a n d  f r e e   s pa c e   o pt i c a l   b ut   t h e   di s a dv a n t a ge   i s   t h a t   i t   h a s   s e v e r e l y   l i m i t e d  ra n ge   i n   w a t e r .   T h e   pur po s e   of  t h i s   pa pe r   i s   t o   s t ud y   t h e   i m po r t a n c e   of  de v e l o pi n g  a n  a n t e nn a   i n  s e a w a t e r   a n d   a na l y z e   t h e   pe r f o r m a n c e s   o f   t h e   a n t e nna .     T h i s   p a pe r  i s   di f f e r e n t   f r o m   o t h e r s   b e c a us e   i t   c o n c e n t ra t e s   o n   t h e   t h e o r e t i c a l   pa rt   o f   de v e l o pm e n t   o f  t h e   r e c t a n gu l a r  pa t c h  a nt e nn a   i n  s e a w a t e r .   O t h e r s   c o n c e nt r a t e d  m o r e   o n  i m m e r s e d  c o a t e d  l o o p  a nt e nn a   [20] ,   l o o p  a n d  v i b r a t o r   a nt e nn a   [21] ,   di po l e   a nt e nna   [2] ,   l o o p  a nd  di po l e   a n t e nna   [3] ,   l o o p  a nt e nna   w i t h   g r o u n d  pl a n e   [4] ,   b ow - t i e   a n t e nna   [5 ,   22] ,   h a l f   di po l e   a nt e nna   [9]  a n d  w i de b a n d  m i c r o s t r i p  c i r c u l a r   p a t c h   a nt e nn a   w i t h   b uf f e r   l a y e r   [23].   A n d   [24]   i s   c o n c e nt ra t e   o n  u n de r w a t e r   a n t e nna s   a nd  m e a s u r i ng  w a v e   pr o pa ga t i o n   i n   t h e   s e a   i c e   a n d  t h e   s e a   w a t e r .   T h e   d i f fe r e n c e s   of   t h e s e   t w o  a n t e nn a s   w e r e   a n a l y z e d  by   t h e i r   λg .   T hi s   pa pe r  w i l l   di s c us s   f ur t h e r   t w o   c a s e s   of  pa t c h   a nt e nn a   i n   f r e e   s pa c e   a n d  i n   s e a w a t e r   w i t h   t h e   s a m e   o pe r a t i n g   f r e que n c y . T h e   pa ra m e t e r s   o f   s i m u l a t i o n  w e r e   t a b l e d  a s   i n  T a b l e   3  a nd  t h e   de s i g n   o f   t h e   a nt e nna   i s   s h o w n   i n  F i gu r e   4 .       T a b l e   3 .   S i m u l a t i o n  p a r a m e t e r s   i n  s e a w a t e r   A s p e c t   P a ra m e t e r   S i m u l a t o r   A l t a i r  F E K O   2 0 1 9     M e t h o d   o f   M o m e n t   F re q u e n c y   U H F   9 0 0   M H z   A n t e n n a   L e n g t h   (L s )   1 0 1 . 9   m m   W i d t h   (W s )   1 2 0   m m   H e i g h t   o f   s u b s t ra t e   ( h )   1 . 5 2 4   m m   F e e d p i n   f r o m   o ri g i n   4 9 . 1   m m   D i e l e c t r i c   ( A rl o n )   P e r m i t t i v i t y ,   ε r     2 . 5 5   Co n d u c t i v i t y ,   σ   0   S / m   T a n   δ   0 . 0 0 1 8   M e s h   s i z e ,   Δm   λ1 6   D i e l e c t r i c   (S e a w a t e r)   L e n g t h   o f  s e a w a t e r     1 8 1 . 9   m m   W i d t h   o f  s e a w a t e r   2 0 0   m m   H e i g h t   o f   s e a w a t e r   8 2 . 5 2 4   m m   P e r m i t t i v i t y ,   ε r     5 8 . 9 1   Co n d u c t i v i t y ,   σ   0 . 3 2   S / m   M e s h   s i z e ,   Δm   λ1 6   A i r   g a p   1 0   m m   (5   m m   +   5   m m )           F i gu r e   4 .   S i m u l a t i o n  m o de l   o f   pa t c h  a nt e nna   i n  s e a w a t e r  i n  3 D   v i e w       T h e   pa t c h   a nt e nna   i n   s e a w a t e r   w a s   de s i gn e d  by   c h a n g i n g  i t s   L   s i z e   b i t   by   b i t   t o   ob t a i n   t h e   s ui t a b l e   s i z e   t ha t   c a n   h a v e   a   r e s o n a n c e   a t   900  M H z .   F i gur e   5(i )  s h o w s   t h e   e l e c t r i c   f i e l d  t h a t   w a s   ob t a i n e d  f o r   t h i s   c a s e .   It   s h o w s   t h a t   t h e   e l e c t r i c   f i e l d  d i s t ri b ut i o n   i s   t h e   s a m e   a s   t h e   f un da m e n t a l   m o de   r e s o na n c e   a s   i n  F i gu r e   1   (i i ).   T h us ,   t h e   pa t c h   a n t e nna   i n   s e a w a t e r   w a s   j udge d  t o  b e   w o r ki n g  w e l l   i n   s e a w a t e r.   M e a n w h i l e ,   F i gu r e   5 ( ii )  s h o w s   t h a t   89 9  M H z   o b t a i n e d  a t   t h e   i n pu t   i m pe da n c e   50Ω .   F i gu r e   6 ( ii )  s h o w   t h e   ra d i a t i o n  pa t t e rn   f o r   t hi s   c a s e ,   w h e r e   t h e   m a i n   l o be   i s   - 2. 51   dB i .   S 11   f o r   t hi s   c a s e   i s   - 2 6. 54  a t   900 . 57  M H z   a nd  t h e   b a ndw i dt h   o b t a i n e d  w a s   16. 53   M H z ,   w hi c h  i s   b i gge r  t ha n  t h e   f r e e   s pa c e   b a n dw i d t h   v a l ue .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   22 ,   N o .   2 ,  M a y   202 1   :     857   -   86 5   862       F i gu r e   5 .   ( i )  P a t c h   a nt e nna   i n  s e a w a t e r  w i t h  e l e c t r i c   f i e l d  r e s ul t ;   ( i i )   i n p ut   i m pe da n c e   f o r   p a t c h   a n t e nna   i n   s e a w a t e r           F i gu r e   6 .   ( i )  D i f f e r e n c e   ga i n  b e t w e e n   pa t c h  a nt e nn a   i n  f r e e   s pa c e   a n d   s e a w a t e r.   ( i i )   3D   v i e w   r a di a t i o n  pa t t e r n  fo r   p a t c h   a n t e nna   i n  s e a w a t e r       3.   P ER F O R M A N C E  A N A L Y S I S   3. 1 .       C h an g e   o f  an t e n n a  r ad i at i o n   T a b l e   4  s h o w s ,   s i z e   of  pa t c h   a nt e nn a   i n   s e a w a t e r   w a s   s l i gh t l y   l a r ge r   t ha n   t h e   o n e   i n   f r e e   s pa c e   b ut   c a n  c o n s i de r  a s   n o   c h a nge   b e c a us e   t h e   di f f e r e n c e   i s   o n l y   0. 9m m .   T h e   po s i t i o n   o f   t h e   f e e d  pi n  de pe nde d  o n   t h e   s i z e   o f  L   a n d  i t s   p r o xi m i t y   t o   t h e   e dge   of   L .   T hus   t h e   di f fe r e n c e   of   f e e d  pi n   l o c a t i o n   b e t w e e n   t h e m   i s   a b o ut   29. 6  m m .   B e s i de s   t h a t ,   f o r   s e a w a t e r   t h e   b a n dw i dt h   w a s   l a r ge r   t ha n   t h e   b a n dw i dt h   i n   f r e e   s pa c e .   T h e   ga i n   v a l ue   i n   s e a w a t e r   w a s   a l s o   fo un d  t o   h a v e   a t t e n u a t e d  f r o m   t h e   ga i n   v a l ue   i n   f r e e   s pa c e .   F ur t h e rm o r e ,   t h e   de pt h   o f   s e a w a t e r   a ff e c t e d  t h e   r e s o n a n c e   t o   ge t   t h e   o pe r a t i o na l   f r e que n c y .   T h e   de e pe r   t h e   s e a w a t e r ,   t h e   b i gge r   t h e   L   s i z e .   F ut u r e   r e s e a r c h   w i l l   n e e d  t o   de s i gn   a   s u i t a b l e   pa t c h   t h a t   c a n   o b t a i n   t h e   g a i n   o r   r a d i a t i o n   pa t t e rn   t h a t   e qua l s   2  dB i   a n d   a b o ve   t o   f ul f i l   t h e   b e s t   a nt e nna   r e qu i r e m e nt   f o r   di v e r ’s   t o o l   a ppl i c a t i o n.   T h e r e   a r e   m a n y   R F   f r e que n c i e s   t ha t   gi v e   l e s s   a t t e n u a t i o n   i n   c e r t a i n   c o n d i t i o n s   s uc h   a s   i n   f r e s h   a nd  r i v e r   w a t e r   c o n di t i o n s ,   w h i c h  i s   E M   o ut   pe r f o r m s   a c o us t i c s   i n   t e rm s   o f   b a n dw i dt h  [2 5 ].       T a b l e   4 .   Co m p a r i s o n  b e t w e e n   f r e e   s pa c e   a nd  s e a w a t e r   A s p e c t   F re e   S p a c e   S e a w a t e r   P e r m i t t i v i t y   u s e d   (ε )   1   5 8 . 9 1   Co n d u c t i v i t y   u s e d   (σ )   0   0 . 3 2   L a m b d a   g ,   λ g = c / [( √ ε )(9 0 0 M H z )]   2 0 8 . 7 4   m m   4 3 . 4 2   m m   ~   4 0   m m   F e e d   p i n   1 9 . 5   m m   4 9 . 1   m m   S 1 1   - 2 4 . 2 0   d B   a t   9 0 0 . 2 6   M H z   - 2 6 . 5 4 d B  a t   9 0 0 . 5 7   M H z     In p u t   i m p e d a n c e   (5 0 )   A t   9 0 1   M H z   A t   8 9 9   M H z     Ba n d w i d t h   5 . 7 1   M H z   1 6 . 5 3 M H z   G a i n   5 . 7 6 d Bi   - 2 . 5 1 d B i   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       P e r f or m anc e   an al y s i s   o f   p at c h  a nt e nna   f or   un d e r w at e r   w i r e l e s s   c om m u ni c at i on…   ( Si t i   H ar l i z a   Moh d  R az al i )   863   3. 2 .       P r o p agati o n   l o s s   P r o pa ga t i o n   o f   s i gna l   c a us e s   l o s s e s .   T h e s e   l o s s e s   c a n   b e   a n   e s t i m a t i o n   b y   c a l c ul a t i n g  t h e   e l e c t ri c   f i e l d  de gr a da t i o n .   T h e   c o m pl e x  pr o pa g a t i o n   c o n s t a nt   i s   (5).   T h us ,   t h e   v a l ue   o f  a t t e n u a t i o n   c o n s t a nt ,   α  i s   n e e de d  a n d  e xp r e s s i o n   (6)  s h o w s   h ow   t o   c a l c ul a t e   t h e   v a l ue .   H e n c e ,   e l e c t r i c   f i e l d  de g r a d a t i o n,   L Z   c a n   b e   c a l c ul a t e d   by   us i n g   (7) ,   a n d   z   r e p r e s e n t s   t h e   t ra v e l l e d  di s t a n c e   of   t h e   s i g na l .     F i gu r e   7(i i )   a b o ve   s h ow s   t h a t   t h e   l o s s   i n   s e a w a t e r   a t   z= 0 . 04   m   (40  m m ),   a s   c a l c ul a t e d  b y   us i n g  t h e   t h e o r y   fo r m u l a ,   w a s   a b o ut   - 2 . 73  dB .   B ut   a s   t h e   y   i n  F i gu re   6(i )  s h o w s ,   t h e   di f f e r e n c e   b e t w e e n   f r e e   s pa c e   a n t e nn a   g a i n   a n d  s e a w a t e r   a nt e nn a   g a i n   ( a t t e n u a t i o n/   l o s s )  w a s   a b o ut   8 . 27  dB i .   T h e   di f f e r e n c e   i s   5. 54  dB   c a n   a s s um e   a s   pa t h   l o s s   fo r   40m m   di s t a n c e .   S o   t h e   ga i n   f r o m   t h e   l i n k   b udge t   e qua t i o n ,   r e c e i v e d  p ow e r   (dB )  =   t r a n s m i t t e d  po w e r   (dB )  +   G a i n s   (dB )  −   l o s s e s   (d B )  m us t   be   c o n s i de r e d  t o   de ve l o p  t h e   n e w   a n t e nn a   de s i g n  t h a t   w i l l   o b t a i n   a   hi g h  g a i n,   w hi c h   u l t i m a t e l y   w i l l   i m p r o v e   t he   l o s s   of   8. 27  dB i   a s   m e n t i o n e d  b e fo r e .       γ = α + j β   (5)     α = √ ω 2 ε μ 0 2 √ √ 1 + ( σ ωε ) 2 − 1   (6)     L z = 10 l o g e − 2α z   (7)           F i g u r e   7 .   ( i )  α  v a l ue   o f   s e a w a t e r   ( I n   ( 6));   (i i )   P r o pa ga t i o n   l o s s   (L Z )   c h a nge   o f   s e a w a t e r  ( A t   (7))       4.   C O N C LU S I O N   T h e   pe r f o r m a n c e   o f  pa t c h   a nt e nn a   i n   s e a w a t e r   o b t a i n e d  w a s   a s   e xpe c t e d,   w h i c h   i s   t h e   a nt e nna   i n  s e a w a t e r   c a n   g i v e   m o r e   b a n dw i dt h   t ha n   t h e   f r e e   s pa c e   o n e .   A l s o ,   t h e   s i z e   o f   t h e   p a t c h   i n   s e a w a t e r   w a s   s uc c e s s f ul l y   o b t a i n e d,   w hi c h   i n   t h e o r y ,   a c h i e v e d  s i m i l a r   ra d i a t i o n   pa t t e rn   a s   t h a t   o f   i n   f r e e   s pa c e   w i t h   a   s l i g ht   a t t e n u a t i o n .   T h e   s i z e   o f   a n t e nna   i s   c o n s i de r i n g  s a m e   b ut   t h e   m a j o r   di f f e r e n c e   i s   fe e dpi n   l o c a t i o n   o f   t h e   a n t e nn a .   F o r   f ut u r e   r e s e a r c h ,   a   n e w   a n t e nna   de s i g n  n e e ds   t o   b e   b ui l t   t o   i n c r e a s e   t h e   ga i n   i n  s e a w a t e r .         A C K N O WL ED G E M EN TS   T h i s   w o r k  w a s   s uppo r t e d  by   t h e   m i ni s t r y   o f   h i g h e r   e duc a t i o n   (M O H E )  i n   M a l a y s i a   a n d  U ni v e r s i t i   T e kn o l o gi   M a l a y s i a   (U T M )  t hr o ug h   t h e   f u n da m e nt a l   r e s e a r c h   g r a nt   s c h e m e   (F R G S )  un de r   G ra n t   R .   J 130000. 7823 . 4F 965 .   T h e   G ra n t   i s   m a n a ge d  by   t h e   r e s e a r c h   m a na ge m e n t   c e n t r e   (R M C)  a t   U T M .       R EF ER EN C ES   [ 1]   K .   M .   A w a n,   P .   A .   S ha h ,   K .   I qba l ,   S .   G i l l a ni ,   W .   A hm a d,   a nd  Y .   N a m ,   “ U nde r w a t e r   W i r e l e s s   S e n s o r   N e t w o r ks :   A   R e v i e w   o f   R e c e nt   I s s ue s   a n d  C ha l l e ng e s , ”   W i r e l .   C om m un.   M ob.   C om pu t . ,   v o l .   2019 ,   pp.   1 - 20 ,   2019 ,   do i :  10. 1 155 / 201 9/ 6470 359 .     [ 2]   C .   M .   G .   G us s e n ,   P .   S .   R .   D i ni z ,   M .   L .   R .   C a m po s ,   W .   A .   M a r t i ns ,   F .   M .   C o s t a ,   a n d  J .   N .   G o i s ,   “ A   S ur v e y   o f   U nde r w a t e r   W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o n  T e c hno l o g i e s , ”   J C I S ,  v o l .   31,   no .   1 ,   pp .   2 42 - 255 ,   2 016 ,   do i :  10. 1 4209 / j c i s . 201 6. 2 2 .     [ 3]   Z .   W a ng ,   S .   Z ho u,   a nd  Z .   W a ng ,   “ U n de r w a t e r   D i s t r i bu t e d  A nt e nna   S y s t e m s :   D e s i g n  O ppo r t uni t i e s   a nd   C ha l l e ng e s , ”   I E E E   C om m un .   M a g. ,   v o l .   56 ,   no .   10,   p p.   17 8 - 185,   2 0 18 ,  do i :  10. 1 109 / M C O M . 201 7. 1601 071 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   22 ,   N o .   2 ,  M a y   202 1   :     857   -   86 5   864   [ 4]   S .   I .   I ná c i o   e t   al . ,   “ A nt e nn a   d e s i g n  f o r   unde r w a t e r   r a d i o   c o m m uni c a t i o ns , ”   O c e an .   2 016  -   Shan gha i ,   pp .   1 - 6 ,   2016 ,  do i :  10. 1109 / O C E A N S A P . 2016. 7485 705 .     [ 5]   O .   A bo de r i n ,   L .   M .   P e s s o a ,   a nd  H .   M .   S a l g a do ,   “ W i de ba nd   d i po l e   a nt e nna s   w i t h  p a r a s i t i c   e l e m e n t s   f o r   u nde r w a t e r   c om m uni c a t i o n s , ”   O c e an.   20 17  -   A be r de e n ,   v o l .   2017 - O c t o b,   pp .   1 - 6 ,   2 017 ,   do i :  10. 1 109 / O C E A N S E . 2017 . 8 0848 65 .     [ 6]   O .   A bo de r i n ,   L .   M .   P e s s o a ,   a nd   H .   M .   S a l g a do ,   “ P e r f o r m a nc e   e v a l ua t i o n  o f   a nt e nna s   f o r   un de r w a t e r   a p pl i c a t i o ns , ”   2017   W i r e l .   D ay s ,   W D   2017 ,   pp .   1 94 - 197 ,   2017 ,   do i :  10. 1 109 / W D . 2017 . 791 8142 .     [ 7]   O .   A bo de r i n,   L .   M .   P e s s o a ,   a nd  H .   M .   S a l g a do ,   “ A na l y s i s   o f   l o o p  a nt e nna   w i t h  g r o und  pl a ne   f o r   unde r w a t e r   c om m uni c a t i o ns , ”   O c e an.   20 17  -   A be r de e n ,   v o l .   2017 - O c t o b,   pp .   1 - 6 ,   2 017 ,   do i :  10. 1 109 / O C E A N S E . 2017 . 8 0848 64 .     [ 8]   E .   A .   K a r a g i a nn i ,   “ E l e c t r o m a g ne t i c   W a v e s   und e r   S e a   :   B ow - T i e   A nt e nn a   D e s i g n  f o r   W i - F i   U nde r w a t e r   C o m m uni c a t i o ns , ”   P I E R   M ,   v o l .   4 1,   no .   M a r c h,   p p.   18 9 - 198 ,   2 015 ,   do i :   10. 2528 / P I E R M 1501 2106 .     [ 9]   M a s s a c c e s i   a nd   P .   P i r i no l i ,   “ A na l y s i s   o f   a nt e n na s   f o r   unde r w a t e r   a pp l i c a t i o ns , ”   2017   11 t h  E ur .   C on f .   A n t e nnas   P r opagat i on ,   E U C A P   201 7 ,   pp .   190 7 - 1910 ,   2017 ,   do i :  10. 2 3919 / E uC A P . 2017 . 792 8763 .     [ 10]   W .   L .   S t u t z m a n  a nd   G .   A .   T h i e l e ,   “ A nt e n na   T he o r y   a nd  D e s i g n ” ,   v o l .   2 3,   no .   5.   1 981 .     [ 11]   N .   H .   M o kt a r ,   W .   I .   R o s e l i ,   M .   T .   A l i ,   a nd  R .   A .   A w a ng ,   “ A   s t udy   o f   di s t i l l e d  w a t e r   a n d  z a m z a m   w a t e r   a s   d i e l e c r i c   de ns e   pa t c h  a nt e nn a   a t   5  G H z , ”   I ndone s i an  J our na l   of   E l e c t r i c al   E ngi ne e r i n g  and  C om put e r   S c i e nc e   ( I J E E C S) ,  v o l .   15,   no .   2 ,   pp.   9 42 - 949 ,   2019 ,   do i :  10. 1 1591 / i j e e c s . v 15 . i 2 . p p942 - 949 .     [ 12]   R .   H .   T ha he r   a n d  N .   B .   H a s s a n ,   “ D e s i g n  o f   p - s ha pe d  m i c r o s t r i p  p a t c h  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 n   s y s t e m s , ”   I ndo ne s i an  J our na l   of   E l e c t r i c al   E n gi ne e r i n g  and  C om p ut e r   Sc i e nc e   ( I J E E C S) ,   v o l .   15,   no .   2 ,   pp .   861 - 869,   2 019 ,   do i :  10 . 115 91/ i j e e c s . v 15. i 2 . pp8 61 - 869 .     [ 13]   S a ba h  a nd  M .   J .   F r h a n ,   “ A   ne w   pa t c h  a nt e nna   f o r   ul t r a   w i de   ba nd  c o m m uni c a t i o n  a pp l i c a t i o ns , ”   I n done s .   J .   E l e c t r .   E ng.   C om p ut .   Sc i .   ( I J E E C S) ,   v o l .   18 ,   no .   2,   p .   848 - 855 ,   202 0 ,   do i :  10. 11 591 / i j e e c s . v 18. i 2 . pp 848 - 855 .     [ 14]   R .   S o m a r a j u  a nd  J .   T r um pf ,   “ F r e q ue nc y ,   T e m pe r a t ur e   a nd  S a l i n i t y   V a r i a t i o n  o f   t he   P e r m i t t i v i t y   of   S e a w a t e r , ”   I E E E   T r ans ac t i ons   on   A n t e nnas   a nd  P r op aga t i on ,   v o l .   54,   no .   11 ,   pp .   34 41 - 3448 ,   2006 ,   do i :  10. 11 09 / T A P . 2006 . 8 8429 0 .     [ 15]   H .   F a b i a n,   G .   M e n de z ,   C .   G a c ,   a nd  P .   F r a nc e ,   “ H i g h  P e r f o r m a nc e   U nde r w a t e r   U H F   R a di o   A nt e nn a   D e v e l o pm e n t , ”   no .   1 ,   pp.   2 – 6,   2 011 .   [ 16]   S .   J i a ng   a nd  S .   G e o r g a ko po ul o s ,   “ E l e c t r o m a g ne t i c   W a v e   P r o pa g a t i o n  i n t o   F r e s h  W a t e r , ”   J .   E l e c t r om agn .   A nal .   A ppl . ,   v o l .   03 ,   no .   07 ,   pp .   261 - 266 ,   201 1,   do i :  10. 4236 / j e m a a . 2 011 . 37042 .   [ 17]   P .   D e by e ,   “ D i s p e r s i o n  a nd   A bs o r pt i o n  i n  D i e l e c t r i c s , ”   J .   C he m .   P hy s . ,   v o l .   9 ,   no .   19 13 ,   p .   341 ,   194 1.     [ 18]   S .   O .   N e l s o n  a n d  S .   T r a b e l s i ,   “ M o de l s   f o r   t he   m i c r o w a v e   di e l e c t r i c   pr o pe r t i e s   o f   g r a i n  a nd  s e e d, ”   T r a ns .   A SA B E ,  v o l .   54,   no .   2 ,   pp.   5 49 - 553 ,   2011 ,   do i :   10. 1 3031 / 20 13 . 364 58 .     [ 19]   P a l m e i r o ,   M .   M a r t í n,   I .   C r o w t he r ,   a nd  M .   R ho de s ,   “ U n de r w a t e r   r a di o   f r e que nc y   c o m m uni c a t i o ns , ”   O c e an.   201 1   I E E E   -   Spa i n ,   2011 ,   do i :  10. 1 109 / O c e a ns - S p a i n . 2 011 . 60 0358 0 .     [ 20]   T .   D .   D e   P a i l l e t t e ,   A .   G a ug ue ,   E .   P a r l i e r ,   S .   D a r de nne ,   a n d  A .   S .   P r o pe r t i e s ,   “ A nt e nn a   D e s i g n  f o r   U nde r w a t e r   W i r e l e s s   T e l e m e t r y   S y s t e m s , ”   201 7  11 t h  E u r .   C on f .   A nt e nnas   P r opa g. ,   pp .   2 251 - 225 5,   2 017 ,   do i :  10. 2 3919 / E uC A P . 2 017 . 792 8513 .     [ 21]   H .   Z ha ng ,   D .   G e ng ,   G .   Z ha ng ,   a nd  T .   A .   G ul l i v e r ,   “ T he   i m pa c t   o f   a nt e nn a   de s i g n  a nd  f r e qu e nc y   o n  unde r w a t e r   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o ns , ”   I E E E   P ac i f i c   R I M   C o nf .   C om m un .   C o m put .   Si gna l   P r oc e s s . - P r o c . ,   p p.   8 68 - 872 ,   2011 ,  do i :  10. 1109 / P A C R I M . 2011 . 603 3009 .     [ 22]   T .   Κ .   M po un t a s   a nd   D .   I .   K a k l a m a n i ,   “ B o w - T i e   A nt e n na   f o r   U n de r w a t e r   W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r ks , ”   2017  I n t .   W or k .   A nt e nna  T e c hno l .   Sm a l l   A nt e nna s ,   I nnov .   St r uc t .   A pp l . ,   pp .   323 - 326 ,   2017 ,   do i :  10. 1 109 / I W A T . 2017. 7 9153 91 .     [ 23]   P a s y a ,   H .   M .   Z a l i ,   M .   S a a t ,   M .   T .   A l i ,   a n d  T .   K o ba y a s hi ,   “ B uf f e r   l a y e r   c o nf i g ur a t i o n  f o r   w i de ba nd   m i c r o s t r i p  p a t c h   a nt e nna   f o r   un de r w a t e r   a pp l i c a t i o ns , ”   2 016  L ough br gh .   A nt e nna s   P r opag .   C o nf .   L A P C   2016 ,   v o l .   3 ,   no .   60 0,   pp.   1 - 5,   201 7 ,   do i :  10. 1 109 / L A P C . 2016. 7 8075 77 .     [ 24]   H .   Y o s hi da   e t   a l . ,   “ U nde r w a t e r   L F   w a v e   pr o pa g a t i o n  s t udy   f o r   po s i t i o ni ng , ”   O c e an .   201 7 - A be r de e n ,   v o l .   2017 - O c t o be r ,   no .   D v l ,   pp.   1 - 5 ,   2017 ,   do i :  10. 11 09 / O C E A N S E . 2017 . 80 8 4829 .     [ 25]   U .   M .   Q ur e s h i   e t   al . ,   “ R F   pa t h  a nd  a b s o r pt i o n  l o s s   e s t i m a t i o n  f o r   unde r w a t e r w i r e l e s s   s e ns o r   ne t w o r ks   i n   di f f e r e n t w a t e r   e nv i r o nm e n t s , ”   Se ns o r s   ( Sw i t z e r l and) ,   v o l .   16,   no .   6 ,   201 6 ,   do i :  10. 3390 / s 1606 0890 .         B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       S i t i   H ar l i z a  M o h d   R a z al i   r e c e i v e d  t he   B .   E ng .   D e g r e e   ( H o ns . )   f r o m   U ni v e r s i t i   K e ba ng s a a n   M a l a y s i a   ( U K M ) ,   B a ng i ,   M a l a y s i a   i n  1999  a nd  M .   E ng .   D e g r e e   i n  E l e c t r i c a l - E l e c t r o ni c s   T e l e c o m m uni c a t i o n  f r o m   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a   ( U T M ) ,   J o ho r   B a hr u ,   M a l a y s i a   i n  20 07 .   S he   i s   c ur r e n t l y   a   L e c t ur e r   a t   P o l i t e k ni k  S u l t a n  S a l a hudd i n  A bdul   A z i z   S ha h  ( P S A ) ,   S ha h  A l a m ,   S e l a ng o r ,   M a l a y s i a   a nd  po s t - g r a d ua t e   s t ud e n t   i n  U T M K L .   H e r   c ur r e nt   r e s e a r c h  i n t e r e s t s   i nc l ude   a nt e nna ,   p r o pa g a t i o n  a nd  b udg e t   l i nk  f o r   a n t e n na s   t h a t   a p pl y   i n  unde r w a t e r   w i r e l e s s   c om m uni c a t i o n  s y s t e m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       P e r f or m anc e   an al y s i s   o f   p at c h  a nt e nna   f or   un d e r w at e r   w i r e l e s s   c om m u ni c at i on…   ( Si t i   H ar l i z a   Moh d  R az al i )   865     A s s o c .   P r o f .   D r .   R az al i   N g ah   o bt a i ne d  h i s   B a c he l o r   i n  E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   ( C o m m uni c a t i o n )   f r o m   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a ,   S k uda i   i n   198 9,   M S c   i n   R F   C o m m uni c a t i o n  E ng i n e e r i ng   f r o m   U ni v e r s i t y   o f   B r a df o r d,   U K   i n  1996  a nd  P hD   i n  P ho t o ni c s   f r o m   U ni v e r s i t y   of   N o r t hum br i a ,   U K   i n  20 05 .   S i nc e   198 9,   he   h a s   be e n  w i t h  t he   F a c ul t y   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   U T M ,   w h e r e   he   i s   c ur r e nt l y   a   S e ni o r   L e c t ur e r . C u r r e nt l y ,   he   i s   a n  A s s oc i a t e   P r o f e s s o r   a t   W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o n  C e nt r e   ( W C C ) ,   F a c u l t y   of   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   U T M   S k uda i .   H i s   r e s e a r c h  i nt e r e s t s   a r e   M o bi l e   R a di o   P r o pa g a t i o n,   A nt e nna   a n d  R F   de s i g n,   P h o t o ni c s   N e t w o r k,   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   a nd  R a di o   o v e r   F i br e   ( R o F ) .   D r .   R a z a l i   ha d  pu bl i s h e d  m o r e   t ha n  50   t e c hni c a l   p a pe r s   f o r   j o ur n a l   a nd  i n t e r na t i o na l   c o nf e r e nc e s .   H i s   c ur r e n t   f o c us   i s   o n  h i s   r e s e a r c h   a c t i v i t y ,   i nt e r n a l   a ud i t   c o m m i t t e e   o f   uni v e r s i t y   a nd  s upe r v i s i ng   P o s t g r a du a t e   a nd  U nd e r g r a d ua t e   s t ud e n t s .         P r o f .   D r .   Y o s h i h i d e   Y am ad a   r e c e i v e d  t he   B . E .   a nd  M . E .   de g r e e s   o n  e l e c t r o n i c s   f r o m   t he   N a g oy a   I ns t i t ut e   o f   T e c hno l o gy ,   N a goy a ,   J a pa n ,   i n  1971  a nd   197 3,   r e s pe c t i v e l y ,   a nd  t he   D . E .   de g r e e   i n  e l e c t r i c a l   e ng i n e e r i ng   f r o m   t he   T o ky o   I ns t i t u t e   o f   T e c hno l ogy ,   T o k y o ,   J a pa n,   i n  1 989 .   I n  1973,   he   j o i ne d  E l e c t r i c a l   C o m m uni c a t i o n  L a bo r a t o r i e s ,   N i pp o n  T e l e g r a ph  a nd   T e l e p ho ne   C o r po r a t i o n  ( N T T ) .   U n t i l   19 84 ,   he   w a s   i nv o l v e d  i n  r e s e a r c h  a nd  de v e l o pm e n t   o f   r e f l e c t o r   a nt e nna s   f o r   t e r r e s t r i a l   a nd  s a t e l l i t e   c o m m uni c a t i o ns .   F r o m   1985  t o   1993,   he   w a s   i nv o l v e d  o n  r e s e a r c h  a nd  d e v e l o pm e nt   o f   ba s e   s t a t i o n  a n t e nna s   f o r   m o bi l e   r a di o   s y s t e m s .   I n  1993 ,   he   m o v e d   t o   N T T   M o bi l e   C o m m uni c a t i o ns   N e t w o r k  I n c .   ( N T T   D o C o M o ) .   I n   1995,   he   w a s   t e m po r a r i l y   t r a ns f e r r e d  t o   Y R P   M o b i l e   T e l e c o m m uni c a t i o ns   K e y   T e c hn o l o gy   R e s e a r c h  L a bo r a t o r i e s   C o . ,   L t d.   H e   w a s   a   G ue s t   P r o f e s s o r   w i t h  t he   C o o pe r a t i v e   R e s e a r c h  C e nt e r ,   N i i g a t a   U n i v e r s i t y ,   a nd  a   L e c t ur e r   w i t h  t he   T o k y o   U ni v e r s i t y   o f   S c i e nc e ,   f r o m   1996  t o   1997 .   I n  1998 ,   h e   b e c a m e   a   P r o f e s s o r   w i t h  t he   N a t i o na l   D e f e ns e   A c a de m y ,   K a na g a w a ,   J a pa n .   S i nc e   201 4,   h e   ha s   b e e n  a   P r o f e s s o r   w i t h  t he   M a l a y s i a - J a p a n  I nt e r na t i o na l   I ns t i t u t e   o f   T e c hno l o gy ,   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a ,   K u a l a   L um pur ,   M a l a y s i a .   H e   i s   c ur r e n t l y   i nt e r e s t e d  i n  v e r y   s m a l l   a n t e n na s ,   a r r a y   a nt e nna s ,   a pe r t u r e   a n t e nna s ,   a n d  e l e c t r o m a g ne t i c   s i m u l a t i o n  o f   R C S .   H e   r e c e i v e d  t he   B e s t   P a pe r   A w a r d  a nd   t he   B e s t   T ut o r i a l   P a pe r   A w a r d   f r o m   t he   I E I C E   i n  2 013   a nd  2014 ,   r e s pe c t i v e l y .   H e   i s   a   F e l l o w   M e m b e r   o f   t he   I E I C E   a nd  a   S e ni o r   M e m b e r   o f   t he   I E E E   A P   S oc i e t y .   H e   i s   a l s o   a   m e m be r   o f   t he   A C E S .   ( B a s e d   o n  do c um e nt   pu bl i s h e d   o n  12   O c t o be r   2 017 ) .         I r .   D r .   K am i l i a   K am ar d i n   r e c e i v e d  h e r   B . E ng .   E l e c t r o ni c   ( C o m m uni c a t i o ns )   f r o m   t h e   U ni v e r s i t y   of   S he f f i e l d,   U . K . ,   i n  200 4  a nd  o bt a i ne d  he r   M . S c .   i n  I nf o r m a t i o n  T e c hno l o gy   ( D a t a   C o m m uni c a t i o ns   a nd  N e t w o r ki ng )   f r o m   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a r a   ( U i T M ) ,   M a l a y s i a   i n  2 007 .   S he   r e c e i v e d  he r   P h . D .   i n  E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   ( C o m m uni c a t i o n s )   f r o m   U ni v e r s i t i   T e kno l o g i   M a l a y s i a   ( U T M ) ,   M a l a y s i a   i n  2014 .   S he   s p e n t   3  m o nt hs   a t   U ni v e r s i t y   o f   B i m i ng ha m ,   U . K . ,   a s   a   v i s i t i ng   P h. D .   s t ud e nt .   S h e   ha s   pr e v i o us l y   s e r v e d  a s   a   s e ni o r   a s s i s t a nt   r e s e a r c he r   a t   T M   R e s e a r c h   a nd   D e v e l o pm e nt ,   M a l a y s i a   f o r   3  y e a r s .   C ur r e n t l y   s he   i s   a   s e ni o r   l e c t ur e r   a t   U n i v e r s i t i   T e k no l o g i   M a l a y s i a ,   K ua l a   L um pur .   S h e   s e r v e s   unde r   d e pa r t m e nt   o f   C o m p ut e r   S y s t e m s   E ng i n e e r i ng   a t   A d v a nc e d  I nf o r m a t i c s   S c ho o l .   H e r   r e s e a r c h  i nt e r e s t s   i nc l ude   a nt e n na s ,   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n,   w e a r a bl e   c o m m uni c a t i o n,   bo dy   c e nt r i c   c om m uni c a t i o n,   m e t a m a t e r i a l s ,   w i r e l e s s   ne t w o r ki ng   a nd   c om put e r   s y s t e m s   e ng i ne e r i ng .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.