T EL K O MN I K A ,   Vo l . 1 7 ,   N o . 5 O c t o b e r   201 9 ,   p p . 2 2 50 ~ 2 2 57   I SSN :   1 6 9 3 - 6930 a c c r e d i t e d   F i r s t   G r a d e   b y   Ke m e n r i s t e k d i k t i ,   D e c r e e   N o :   2 1 / E / KP T/ 2 0 1 8   D O I :   1 0 . 1 2 9 2 8 / TEL KO M N I KA . v 1 7 i 5 . 12812      2250       R e ce i ve d   O ct o b e 25 ,   2 0 1 8 ;   R e vi se d   Ma rch   28 ,   2 0 1 9 ;   Acce p t e d   Ap ri l   2 6 ,   2 0 1 9   C i rc ul a r   p o l a ri z a t i o f o l ded   r e f l e c t a rra y   a nt e nna    f or  5 a p pl i c a t i ons       Mo h d   F a i r u s   M o h d   Y u s o f f * ,   L i m   J i Mi n ,   Mo h a m a d   R i j a l   H a m i d ,     Z a h a r a h   J o h a r i ,   M u h a m m a d   N a e e m   I q b a l   S c h o o l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r s i t i   T e k n o l o g i   M a l a y s i a ,   8 1 3 1 0   U T M   S k u d a i ,   J o h o r ,   M a l a y s i a   * C o r r e s p o n d i n g   a u t h o r ,   e - m a i l f a i r u s @ f k e . u t m . m y       A b s tr a c t     F i f t h - g e n e r a t i o n   ( 5 G )   i s   a   w i r e l e ss   c o n n e c t i o n   b u i l t   s p e ci f i ca l l y   t o   k e e p   u p   w i t h   t h e   r a p i d   i n c r e a s e   o f   d e v i ce s   t h a t   n e e d   a   m o b i l e   i n t e r n e t   c o n n e c t i o n .   A   s ys t e m   w o r ki n g   o n   5 G   b a n d   c a n   p r o vi d e   h i g h e r   b a n d w i d t h   a n d   f a s t e r   d a t a   r a t e   a s   c o m p a r e d   t o   f o u r t h - gene r a t i o n   ( 4 G )   b a n d .   T h u s ,   a n   a n t e n n a   w i t h   h i g h e r   g a i n   a n d   l o w e r   p r o f i l e   i s   r e q u i r e d   t o   s u p p o r t   t h i s   sys t e m .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   ci r cu l a r   p o l a r i z a t i o n   a n t e n n a   i s   b e t t e r   t h a n   l i n e a r   p o l a r i z a t i o n   a n t e n n a   d u e   t o   i t s   a b i l i t y   t o   a cc e p t   w a ve   f r o m   d i f f e r e n t   d i r e c t i o n .   I n   t h i s   p r o j e c t ,   a   l o w - p r o f i l e   ci r c u l a r   p o l a r i z a t i o n   f o l d e d   r e f l e c t a r r a y   a n t e n n a   w i t h   o p e r a t i n g   f r e q u e n cy   o f   2 8   G H z   i s   p r e s e n t e d .   T h i s   p r o j e c t   i s   d i vi d e d   i n t o   t w o   p a r t s .   I n   t h e   f i r s t   p a r t ,   a   l i n e a r   p o l a r i z a t i o n   f o l d e d   r e f l e c t a r r a y   a n t e n n a   i s   d e s i g n e d .   I n   t h i s   se co n d   p a r t ,   a   m e a n d e r   l i n e s   p o l a r i z e r   i s   u se d   t o   c o n ve r t   t h e   l i n e a r   p o l a r i z a t i o n   a n t e n n a   t o   ci r c u l a r   p o l a r i z a t i o n   a n t e n n a .   T h e   a n t e n n a   i s   f e d   b y   a   l i n e a r   p o l a r i z e d   w a ve g u i d e .   E a ch   r a d i a t i n g   e l e m e n t   o f   t h e   a n t e n n a   i s   i n   r e c t a n g u l a r   s h a p e .   T h e   si z e   o f     t h e   r a d i a t i n g   e l e m e n t s   a r e   s e l e c t e d   a cc o r d i n g   t o   o b t a i n   r e q u i r e d   p h a s e   d e l a y   t o   f o r m   a   p l a n a r   p h a s e   f r o n t   i n   t h e   f a r - f i e l d   d i s t a n c e .   B o t h   o f   t h e   a n t e n n a s   a r e   si m u l a t e d   b y   u si n g   C o m p u t e r   S i m u l a t i o n   T e c h n o l o g ( C S T )   s o f t w a r e .   F i n a l l y ,   t h e   r e s u l t s   s h o w   e xc e l l e n t   p e r f o r m a n c e s   w i t h   1 6 . 8 1   d B   d i r e c t i vi t y   a n d   1 . 4 9   d B   a xi a l   r a t i o   a t   2 8   G H z .   T h u s ,   t h e   a n t e n n a   i s   v e r y   s u i t a b l e   f o r   5 G   a p p l i ca t i o n s .       K e y w o r d s 5 G   w i r e l e ss   c o m m u n i c a t i o n   s ys t e m ,   c i r cu l a r   p o l a r i z a t i o n f o l d e d   r e f l e c t a r r a y   a n t e n n a m e a n d e r   l i n e s   p o l a r i z e r       C o p y r i g h t   ©  201 9   U n i v e r s i t a s   A h m a d   D a h l a n .   A l l   r i g h t s   r e s e r v e d .       1 .   I n tr o d u c t i o n   F i f t h - g e n e ra t i o n   (5 G w i re l e s s   co mm u n i ca t i o n   i s   e x p e c t e d   t o   re l e a s e   b y   ye a 2 0 2 0 .   As  co m p a re d   t o   t h e   cu rre n t   g e n e ra t i o n   o f   w i re l e s s   co mm u n i ca t i o n ,   5 G   w i re l e s s   co mm u n i ca t i o n   h a s i g n i f i ca n t   i m p ro v e m e n t   i n   t e r o f   t h e   s ys t e m   p e r f o r m a n ce s   [1 - 3] .   Acco rd i n g   t o   I n t e rn a t i o n a l   T e l e co mm u n i ca t i o n   U n i o n   ( I T U ) ,   5 G   w i re l e s s   co mm u n i ca t i o n   s h o u l d   b e   a b l e   t o   p ro v i d e   l a t e n cy  o n   mi l l i s e co n d   l e v e l ,   t ra f f i v o l u m e   d e n s i t o f   1 0   T b p s / k m 2 ,   co n n e ct i o n   d e n s i t o f   1   mi l l i o n   p e s q u a re   ki l o m e t e a n d   s o   o n   [2 - 7] .   T h e re f o re ,   a   s u i t a b l e   a n t e n n a   w i t h   h i g h   g a i n ,   o p e ra t i n g   f re q u e n cy  a n d   b a n d w i d t h   i s   re q u i re d   i n   o rd e t o   p ro v i d e   t h e s e   s e rv i ce s   [8 - 13] .   I n   t h i s   ca s e ,   a   c i rcu l a r   p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a   t h a t   ca n   o f f e r   b i g g e b a n d w i d t h   a n d   h i g h e g a i n   co m p a re d   t o   re f l e ct o r   a n d   a rra a n t e n n a s   i s   p ro p o s e d   [ 1 2 ,   1 4 - 20] T h e   p ro p o s e d   a n t e n n a   h a s   re d u ce d   b l o ck  e f f e c t   a n d   l o w e p ro f i l e   co m p a re d   t o   re f l e c t a rra a n t e n n a .   O n   t h e   o t h e h a n d ,   ci r cu l a r   p o l a r i za t i o n   a n t e n n a   h a s   so m e   a d v a n t a g e s   o v e r   l i n e a p o l a ri za t i o n   a n t e n n a   [ 2 1 - 24] .   F o r   i n s t a n ce ,   t h e   c i rcu l a p o l a r i za t i o n   a n t e n n a   i s   i ndependent   o f   t h e   d i re c t i o n   o f   w a v e   a n d   i t   h a s   l o w e ra i n   a t t e n u a t i o n   t h a n   l i n e a p o l a r i za t i o n   a n t e n n a .       2 .   D e s i g n   o F o l d e d   R e f l e c ta r r a y   A n te n n a   F i g u re   1   s h o w s   t h e   co n f i g u ra t i o n   o f   a   ci r cu l a r   p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra y   a n t e n n a .   T h e   a n t e n n a   co n s i s t s   o f   f o u r   co m p o n e n t s ,   w h i ch   a r e   a   p r i m a r s o u rce ,   a   t w i s t   re f l e c t a rra re f l e c t o r,   a   l i n e a p o l a r i z i n g   g ri d   a n d   a   l i n e a t o   c i rcu l a p o l a ri ze r .   I n   t h i s   p ro j e ct ,   a   m e a n d e l i n e p o l a ri ze i s   u s e d   t o   co n v e rt   t h e   a n t e n n a   f ro l i n e a p o l a ri za t i o n   t o   c i rc u l a p o l a r i za t i o n .   Me a n d e l i n e s   p o l a r i ze r   h a d   b e e n   u s e d   i n   m a n a n t e n n a   d e s i g n s ,   t h u s   i t s   p e rf o r ma n ce   i   g u a ra n t e e d   [ 2 5 - 32]   I n   g e n e ra l ,   a   l i n e a p o l a r i za t i o n   i n c i d e n t   w a v e   p ro p a g a t e s   f ro t h e   p ri m a ry  s o u rce   t o     t h e   l i n e a p o l a r i z i n g   g ri d .   O n l t h e   w a v e   w i t h   E - f i e l d   p e rp e n d i cu l a t o   t h e   s t ri p s   o f   t h e   l i n e a p o l a ri z i n g   g r i d   ca n   p a s s e d   t h ro u g h   t h e   g r i d ,   o t h e rw i s e   t h e   w a v e   re f l e c t s   b a ck  t o   t h e   t w i s t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T EL K O MN I K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6930       C i rcu l a p o l a ri z a t i o n   f o l d e d   re f l e ct a rra a n t e n n a   f o 5 G   a p p l i ca t i o n (Mo h d   F a i ru Mo h d   Yu so f f )   2251   re f l e c t a rra re f l e ct o r.   T h e   a rra y   e l e m e n t s   o n   t h e   t w i s t   re f l e ct a rra y   re f l e c t o t w i s t   t h e   re f l e ct e d   w a v e   b y   9 0 ° .   T h e n ,   t h e   w a v e   re f l e ct s   f ro t h e   re f l e c t o t o   t h e   g r i d .   T h e   w a v e   ca n   p a s s   t h ro u g h   t h e   g ri d   n o w   [ 1 7 ]   Ta b l e   1   s h o w s   t h e   d e s i g n   s p e ci f i ca t i o n s   o f   t h e   c i rcu l a p o l a ri za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a .   C o p p e w a s   u s e d   t o   d e s i g n   t h e   w a v e g u i d e ,   w h i l e   F R - 4   w a s   u s e d   t o   d e s i g n   l i n e a p o l a ri z i n g   g r i d ,   t w i s t   re f l e ct a rra re f l e ct o a n d   m e a n d e r   l i n e s   p o l a ri ze r .   T h e   d i e l e ct r i c   co n s t a n t   o f   FR - 4   i s   4 . 3 .           F i g u re   1 .   T h e   co n f i g u ra t i o n   o f   a   ci rcu l a r   p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e ct a r ra a n t e n n a       T a b l e   1 .   D e s i g n   S p e ci f i ca t i o n   o f   F o l d e d   R e f l e c t a rra A n t e n n a   P a r a m e t e rs   Sp e c i f i c a t i o n   O p e r a t i n g   f r e q u e n c y   2 8   G H z   R e t u r n   l o s s   - 1 0   d B   D i m e n s i o n   o f   r e f l e c t o r   5   x   5   F e e d i n g   m e t h o d   R e c t a n g u l a w a v e g u i d e   Arr a y   e l e m e n t   R e c t a n g u l a p a t c h   w i t h   v a r i a b l e   s i z e   Arr a y   e l e m e n t   s p a c i n g   0 . 4 5 5   P o l a ri z a t i o n   C i rc u l a r   C i rc u l a p o l a r i z e r   M e a n d e l i n e s   p o l a ri z e r       2 . 1 .   Pr i m a r y   S o u r c e   I n   t h i s   d e s i g n ,   a   re c t a n g u l a r   o p e n - e n d e d   w a v e g u i d e   W R - 3 4   i s   u s e d   a s   s h o w n     i n   F i g u re   2 .   T h e   s i m u l a t i o n   o f   o p e n - e n d e d   w a v e g u i d e   w a s   ca rri e d   o u t   b u s i n g   C ST   s o f t w a re .   T a b l e   2   s h o w s   t h e   t e ch n i ca l   s p e ci f i ca t i o n   o f   W R - 34  w a v e g u i d e .           F i g u re   2 .   W R - 3 4   w a v e g u i d e   co n f i g u ra t i o n   T a b l e   2 .   T e ch n i ca l   s p e ci f i ca t i o n   o f     WR - 3 4   w a v e g u i d e   M o d e l   WR - 34   O p e r a t i n g   f r e q u e n c y   22 - 3 3   G H z   L e n g t h ,      4 . 5 2   m m   W i d t h ,      8 . 8 4   m m   H e i g h t ,      3 2 . 1 3   m m   (3 )   M a t e r i a l   C o p p e r     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                          I SSN :   1 6 9 3 - 6930   T EL K O MN I K A     Vo l .   1 7 ,   N o .   5 O c t o b e r   2019 :   2 250 - 2 2 57   2252   2 . 2 .   L i n e a r   Po l a r i zi n g   G r i d   T a b l e   3   s h o w s   t h e   d e s i g n   s p e ci f i ca t i o n   o f   t h e   l i n e a r   p o l a ri z i n g   g ri d .   T h e   t o t a l   s i ze   o f     t h e   l i n e a p o l a ri zi n g   g ri d   i s   5 λ   x   5 λ .   F i g u re   3   s h o w s   t h e   f ro n t   v i e w   a n d   t h e   s i d e   v i e w   o f   t h e   l i n e a p o l a ri z i n g   g r i d .       T a b l e   3 .   D e s i g n   s p e ci f i ca t i o n   o f   l i n e a p o l a r i z i n g   g r i d   C h a r a c t e r i s t i c s   D i m e n s i o n s   L e n g t h ,   L   5 3 . 5 5   m m   (5 )   W i d t h ,   W   5 3 . 5 5   m m   (5 )   Su b s t r a t e   H e i g h t ,   2   0 . 3 0   m m   P a t c h   T h i c k n e s s ,   t   0 . 0 3 5   m m   St ri p   W i d t h ,      0 . 1 7   m m   St ri p   P e ri o d i c i t y ,      0 . 4 0   m m   M a t e r i a l   FR - 4   ( = 4 . 3 )         (a )     (b )     F i g u re   3 .   T h e   (a f ro n t   v i e w   a n d   t h e   (b s i d e   v i e w   o f   t h e   l i n e a r   p o l a r i z i n g   g ri d       2 . 3 .   T w i s R e fl e c ta r r a y   R e fl e c to r   T a b l e   4   s h o w s   t h e   d e s i g n   s p e ci f i ca t i o n   o f   t h e   t w i s t   re f l e ct a rra y   re f l e c t o r.   T h e   t o t a l   s i ze   o f   t h e   re f l e ct o r   i s   5 λ  5 λ.   F i g u re   4   s h o w s   t h e   f ro n t   v i e w   a n d   t h e   s i d e   v i e w   o f   t h e   t w i s t   re f l e c t a rra re f l e c t o r.   T h e   n u m b e o f   a rra e l e m e n t   o n   t h e   re f l e c t o i s   1 1 x 1 1   e l e m e n t s .       T a b l e   4 .   D e s i g n   Sp e ci f i ca t i o n   o f   L i n e a Po l a r i z i n g   G r i d   C h a r a c t e r i s t i c s   D i m e n s i o n s   L e n g t h ,   L   5 3 . 5 5   m m   (5 )   W i d t h ,   W   5 3 . 5 5   m m   (5 )   Su b s t r a t e   H e i g h t ,   1   0 . 3 0   m m   P a t c h   T h i c k n e s s ,   t   0 . 0 3 5   m m   St ri p   W i d t h ,      0 . 1 7   m m   St ri p   P e ri o d i c i t y ,      0 . 4 0   m m   M a t e r i a l   FR - 4   ( = 4 . 3 )         (a )     (b )     F i g u re   4 .   T h e   (a f ro n t   v i e w   a n d   t h e   (b s i d e   v i e w   o f   t h e   t w i s t   re f l e c t a rra re f l e c t o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T EL K O MN I K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6930       C i rcu l a p o l a ri z a t i o n   f o l d e d   re f l e ct a rra a n t e n n a   f o 5 G   a p p l i ca t i o n (Mo h d   F a i ru Mo h d   Yu so f f )   2253   2 . 4 .   Me a n d e r   L i n e s   Po l a r i ze r   T a b l e   5   a n d   T a b l e   6   s h o w   t h e   d e s i g n   sp e ci f i ca t i o n s   a n d   p a ra m e t e rs   o f   t h e   m e a n d e l i n e s   p o l a r i ze r   re s p e ct i v e l y.   T h e   t h i ckn e s s   o f   t h e   s u b s t ra t e   i s   1 . 0 0   mm  a n d   t h e   t o t a l   s i ze   o f     t h e   p o l a r i ze i s   5 λ  5 λ .   F i g u re   5   s h o w s   t h e   co m p l e t e   co n f i g u ra t i o n   o f   t h e   m e a n d e l i n e p o l a ri ze r .   A l l   t h e   p a ra m e t e rs   w e re   o p t i mi ze d   u s i n g   p a ra m e t r i c   s t u d m e t h o d .   F i g u re   6   s h o w   t h e   f ro n t   v i e w   a n d   t h e   s i d e   v i e w   o f   t h e   m e a n d e l i n e s   p o l a ri ze r .       T a b l e   5 .   D e s i g n   Sp e ci f i ca t i o n   o f   t h e   Me a n d e L i n e s   Po l a ri ze r   C h a r a c t e r i s t i c s   D i m e n s i o n s   L e n g t h ,   L   5 3 . 5 5   m m   (5 )   W i d t h ,   W   5 3 . 5 5   m m   (5 )   Su b s t r a t e   H e i g h t ,   4   1   m m   P a t c h   T h i c k n e s s ,   t   0 . 0 3 5   m m     T a b l e   6 .   Pa ra m e t e rs   o f   t h e   Me a n d e   L i n e s   Po l a ri ze r   P a r a m e t e rs   D i m e n s i o n s     1 . 8 0 5   m m     1 . 8 0 5   m m   1   0 . 1 0 5   m m   2   0 . 0 6 5   m m     1 . 0 0 0   m m               F i g u re   5 .   T h e   co n f i g u ra t i o n   o f   t h e   m e a n d e l i n e s   p o l a r i z e r         (a )     (b )     F i g u re   6 .   T h e   (a t o p   v i e w   a n d   t h e   (b )   s i d e   v i e w   o f   t h e   m e a n d e l i n e s   p o l a r i ze r       2 . 5 .   C i r c u l a r   P o l a r i za t i o n   F o l d e d   R e fl e c ta r r a y   A n te n n a   Al l   t h e   co m p o n e n t s   a re   co m b i n e d   t o g e t h e t o   f o r m   a   ci r cu l a p o l a ri za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a .   F i g u re   7   s h o w s   t h e   co m p l e t e   co n f i g u ra t i o n   o f   t h e   c i rcu l a p o l a ri za t i o n   f o l d e d   re f l e ct a r ra a n t e n n a .   T h e   m o d e l   w a s   s i m u l a t e d   u s i n g   C ST   s o f t w a re .           F i g u re   7 .   T h e   c i rcu l a r   p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                          I SSN :   1 6 9 3 - 6930   T EL K O MN I K A     Vo l .   1 7 ,   N o .   5 O c t o b e r   2019 :   2 250 - 2 2 57   2254   3 .   R e s u l ts   a n d   D i s c u s s i o n   F i g u re   8   i l l u s t ra t e s   a   3 - d i m e n s i o n a l   g ra p h   t o   s h o w   t h e   re l a t i o n s h i p   b e t w e e n     t h e   re f l e ct i o n   p h a s e   a n g l e   a n d   t h e   s i ze   o f   a n   a rra e l e m e n t .   F ro t h e   f i g u re ,   t h e   re f l e c t i o n   p h a se   a n g l e   o f   t h e   a rra e l e m e n t   i s   f ro - 1 9 7 . 5 2 º   t o   1 5 7 . 2 5 º .   T h e   re f l e ct i o n   p h a s e   a n g l e   ra n g e   i s   3 5 4 . 7 7 º ,   w h i ch   i s   p ra ct i ca l l e n o u g h   f o t h e   d e s i g n   o f   t h e   f o l d e d   re f l e ct a rra y   a n t e n n a .           F i g u re   8 .   T h e   re f l e ct i o n   p h a s e   a n g l e   a s   a   f u n ct i o n   o f   t h e   p a t ch e s   l e n g t h   a n d   w i d t h       F i g u re   9   s h o w s   t h e   s i m u l a t i o n   re s u l t   o f   t h e   re t u rn   l o s s   o f   t h e   c i rcu l a r   p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a   f ro 2 0   G H t o   3 6   G H z .   F ro m   t h e   g ra p h ,   t h e   c i rcu l a p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a   ca n   o p e ra t e   f ro m   2 6   G H t o   3 2 . 5   G H z.   T h e   b a n d w i d t h   o f   t h i s   a n t e n n a   i 6 . 5   G H z .   F i g u re   1 0   s h o w s   t h e   ra d i a t i o n   p a t t e rn   o f   t h e   ci r cu l a r   p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e ct a r ra a n t e n n a   i n   E - p l a n e   a n d   H - p l a n e .   T h e   d i re c t i v i t y   o f   t h e   l i n e a p o l a ri za t i o n   f o l d e d   re f l e ct a r ra a n t e n n a   i s   1 9 . 4   d Bi .   F o r m   t h e   g ra p h ,   t h e   d i re c t i o n   o f   t h e   m a i n   l o b e   o f   t h i s   a n t e n n a   i s   a t   0 ° .   F ro F i g u re   1 0 ,   t h e   H PB W   o f   t h e   a n t e n n a   i n   E - p l a n e   i s   9 . 5 ° ,   w h i l e   i n   H - p l a n e   i s   1 1 . 7 ° .   T h e   ra d i a t i o n   b e a m   w i d t h   o f   E - p l a n e   i s   m o re   d i re ct i v e   co m p a re d   t o   H - p l a n e .   O t h e t h a n   t h a t ,   t h e   a n t e n n a   h a s i d e   l o b e   l e v e l   o f   - 1 2 . 4   d B   i n   E - p l a n e   a n d   - 1 5 . 2   d i n   H - p l a n e .   T h e   c i rcu l a p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a   h a s   e x ce l l e n t   p e r f o r m a n ce s   a s   t h e   s i d e   l o b e   l e v e l s   a re   b e l o w   - 1 0   d i n   b o t h   E - p l a n e   a n d   H - p l a n e .           F i g u re   9 .   T h e   re t u rn   l o s s   o f   t h e   c i rcu l a p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T EL K O MN I K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6930       C i rcu l a p o l a ri z a t i o n   f o l d e d   re f l e ct a rra a n t e n n a   f o 5 G   a p p l i ca t i o n (Mo h d   F a i ru Mo h d   Yu so f f )   2255       F i g u re   1 0 .   T h e   ra d i a t i o n   p a t t e rn s   o f   t h e   c i rcu l a p o l a ri z a t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a       F i g u re   1 1   s h o w s   t h e   3 - d i m e n s i o n   ra d i a t i o n   p a t t e rn   o f   t h e   c i rcu l a p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a   a t   2 8   G H z .   T h e   a n t e n n a   a ch i e v e s   re a l i ze d   g a i n   o f   1 6 . 8 1   d B   a t   2 8   G H z .   F ro s e ct i o n   4 . 2 ,   t h e   re a l i ze d   g a i n   o f   t h e   re c t a n g u l a w a v e g u i d e   i s   6 . 7 6   d B .   T h u s ,   t h e   t w i s t   re f l e c t a rra re f l e ct o r ,   t h e   p o l a ri zi n g   g r i d   a n d   t h e   m e a n d e l i n e s   p o l a ri ze i n cre a s e   t h e   g a i n   o f   t h i s   a n t e n n a   b 1 0 . 0 5   d B.           F i g u re   1 1 .   T h e   3 - d i m e n s i o n   ra d i a t i o n   p a t t e rn   o f   t h e   ci rc u l a p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a   a t   2 8   G H z       I n   o rd e t o   m a ke   s u re   t h a t   t h e   a n t e n n a   i s   i n   ci rcu l a p o l a ri za t i o n ,   t h e   a xi a l   ra t i o   o f   t h e   a n t e n n a   sh o u l d   b e   e q u a l   t o   o l e s s   t h a n   3   d B.   W h e n   h = 5 . 8 6   mm,   t h e   a x i a l   ra t i o   o f   t h e   a n t e n n a   a t   2 8   G H z   i s   1 . 4 8 9   d a n d   t h e   b a n d w i d t h   o f   t h e   a n t e n n a   i s   5 . 5 8 8   G H z .   T h e   a n t e n n a   i s   i n   ci rcu l a p o l a r i za t i o n   w h e n   t h e   f re q u e n cy  i s   i n   t h e   ra n g e   o f   2 5 . 8 8 6   G H t o   3 1 . 4 7 4   G H z .   F i g u re   1 2   s h o w s   t h e   re l a t i o n s h i p   b e t w e e n   a x i a l   ra t i o   o f   t h e   a n t e n n a   w i t h   t h e t a   a t   2 8   G H z.   F ro m   t h e   g ra p h ,   t h e   ci rcu l a r   p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a   h a s   3   d a xi a l   b e a m   w i d t h   o f   2 6 ° .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                          I SSN :   1 6 9 3 - 6930   T EL K O MN I K A     Vo l .   1 7 ,   N o .   5 O c t o b e r   2019 :   2 250 - 2 2 57   2256       F i g u re   1 2 .   T h e   a xi a l   ra t i o   o f   c i r cu l a p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a   v e rs u s   t h e t a   w i t h     h = 5 . 8 5 5   mm       4 .   C o n c l u s i o n   c i rcu l a r   p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a   w i t h   o p e ra t i n g   f re q u e n cy  o f   2 8   G H z   w a s   s u cce ss f u l l d e s i g n e d   a n d   s t u d i e d .   T h e   re a l i ze d   g a i n   o f   t h e   re c t a n g u l a w a v e g u i d e   a n d     t h e   ci rcu l a r   p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a   a re   6 . 7 6   d a n d   1 6 . 8 1   d B   re s p e ct i v e l y.     T h e   re a l i ze d   g a i n   o f   t h e   a n t e n n a   i s   i n cre a s e d   b 1 0 . 0 5   d w i t h   p re s e n t   o f   a   t w i s t   re f l e ct a rra y   re f l e c t o r,   a   l i n e a p o l a r i z i n g   g ri d   a n d   a   m e a n d e l i n e s   p o l a ri ze r.   F o t h e   c i r cu l a p o l a ri za t i o n ,     t h e   a xi a l   ra t i o   i s   1 . 4 8 9   d a t   2 8   G H z.   T h i s   i n d i ca t e s   t h a t   t h e   a n t e n n a   i s   i n   c i rcu l a r   p o l a r i za t i o n   a t   t h i s   f re q u e n cy.   I n   a d d i t i o n ,   t h e   a n t e n n a   s h o w s   e x ce l l e n t   p e r f o r m a n ce   w i t h   s i d e   l o b e   l e v e l   b e l o w     - 1 0   d i n   b o t h   E - p l a n e   a n d   H - p l a n e .   T h e re f o re ,   t h e   ci rcu l a r   p o l a r i za t i o n   f o l d e d   re f l e c t a rra a n t e n n a   i s   s u i t a b l e   f o r   5 G   a p p l i ca t i o n s .       A c k n o w l e d g e m e n ts     T h e   a u t h o rs   w o u l d   l i ke   t o   t h a n k   t h e   M i n i s t ry   o f   H i g h e Ed u ca t i o n   (M O H E),   R e s e a rch   Ma n a g e m e n t   C e n t re   (R MC ) ,   Sch o o l   o f   E l e ct r i ca l   En g i n e e ri n g ,   U n i v e rs i t i   T e kn o l o g i   Ma l a ys i a   (U T M)  f o s u p p o rt i n g   t h e   re s e a rch   w o rk,   u n d e g ra n t   n o .   1 4 J2 2 .       R e fe r e n c e s   [ 1 ]     A n d r e w s   JG ,   B u z z i   S ,   C h o i   W ,   H a n l y   S V ,   L o z a n o   A ,   S o o n g   A C ,   e t   a l .   W h a t   w i l l   5 G   b e ?   I E E E   J o u r n a l   o n   s e l e c t e d   a r e a s   i n   c o m m u n i c a t i o n s .   2014;   32:   1065 - 10 82.   [ 2 ]     W a n g   C - X ,   H a i d e r   F ,   G a o   X ,   Y o u   X - H ,   Y a n g   Y ,   Y u a n   D ,   e t   a l .   C e l l u l a r   a r ch i t e c t u r e   a n d   k e y   t e c h n o l o g i e s   f o r   5 G   w i r e l e ss   c o m m u n i c a t i o n   n e t w o r k s .   I E E E   c o m m u n i ca t i o n s   m a g a z i n e .   2014;   52:   122 - 1 30.   [ 3 ]     Y a n g   N ,   W a n g   L ,   G e r a ci   G ,   E l k a s h l a n   M ,   Y u a n   J ,   D i   R e n z o   M .   S a f e g u a r d i n g   5 G   w i r e l e ss   c o m m u n i c a t i o n   n e t w o r k s   u s i n g   p h y s i c a l   l a y e r   s e c u r i t y .   I E E E   C o m m u n i c a t i o n s   M a g a z i n e .   2 0 1 5 ;   53:   20 - 2 7.   [ 4 ]     D e m e s t i ch a s   P ,   G e o r g a k o p o u l o s   A ,   K a r v o u n a s   D ,   T s a g k a r i K ,   S t a v r o u l a k i   V ,   L u   J ,   e t   a l .   5 G   o n   t h e   h o r i z o n :   K e y   c h a l l e n g e s   f o r   t h e   r a d i o - a cce ss   n e t w o r k .   I E E E   v e h i cu l a r   t e c h n o l o g y   m a g a z i n e .   2 0 1 3 ;   8:   47 - 53.   [ 5 ]     R a p p a p o r t   T S ,   S u n   S ,   M a y z u s   R ,   Z h a o   H ,   A z a r   Y ,   W a n g   K ,   e t   a l .   M i l l i m e t e r   w a v e   m o b i l e   c o m m u n i c a t i o n s   f o r   5 G   c e l l u l a r :   I t   w i l l   w o r k !   I E E E   a cc e ss .   2 0 1 3 ;   1:   335 - 3 49.   [ 6 ]     C h e n   S ,   Z h a o   J .   T h e   r e q u i r e m e n t s ,   c h a l l e n g e s ,   a n d   t e c h n o l o g i e s   f o r   5 G   o f   t e r r e s t r i a l   m o b i l e   t e l e c o m m u n i ca t i o n .   I E E E   c o m m u n i c a t i o n s   m a g a z i n e .   2 0 1 4 ;   52:   36 - 43.   [ 7 ]     R o h   W ,   S e o l   J Y ,   P a r k   J ,   L e e   B ,   L e e   J ,   K i m   Y ,   e t   a l .   M i l l i m e t e r - w a v e   b e a m f o r m i n g   a s   a n   e n a b l i n g   t e c h n o l o g y   f o r   5 G   c e l l u l a r   c o m m u n i c a t i o n s :   T h e o r e t i ca l   f e a s i b i l i t y   a n d   p r o t o t y p e   r e s u l t s .   I E E E   c o m m u n i c a t i o n s   m a g a z i n e .   2 0 1 4 ;   52:   106 - 1 13.   [ 8 ]     H o n g   W ,   B a e k   K - H ,   L e e   Y ,   K i m   Y ,   K o   S - T .   S t u d y   a n d   p r o t o t y p i n g   o f   p r a c t i c a l l y   l a r g e - sca l e   m m W a v e   a n t e n n a   s y s t e m s   f o r   5 G   c e l l u l a r   d e v i c e s .   I E E E   C o m m u n i c a t i o n s   M a g a z i n e .   2 0 1 4 ;   52:   63 - 6 9.   [ 9 ]     H a n   S ,   C h i h - L i n   I ,   X u   Z ,   R o w e l l   C .   L a r g e - sca l e   a n t e n n a   s y s t e m s   w i t h   h y b r i d   a n a l o g   a n d   d i g i t a l   b e a m f o r m i n g   f o r   m i l l i m e t e r   w a v e   5 G .   I E E E   C o m m u n i c a t i o n s   M a g a z i n e .   2 0 1 5 ;   53:   1 86 - 94.   [ 1 0 ]     O j a r o u d i p a r c h i n   N ,   S h e n   M ,   F r   G .   M u l t i - l a ye r   5 G   m o b i l e   p h o n e   a n t e n n a   f o r   m u l t i - u s e r   M I M O   c o m m u n i c a t i o n s   2 0 1 5   2 3 rd   T e l e c o m m u n i c a t i o n s   F o r u m   T e l f o r   ( T E L F O R ) :   I E E E .   2015 559 - 62.   [ 1 1 ]     B a n   Y - L ,   L i   C ,   W u   G ,   W o n g   K - L .   4 G / 5 G   m u l t i p l e   a n t e n n a s   f o r   f u t u r e   m u l t i - m o d e   sm a r t p h o n e   a p p l i c a t i o n s .   I E E E   a cc e ss .   2 0 1 6 ;   4:   2981 - 298 8.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T EL K O MN I K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6930       C i rcu l a p o l a ri z a t i o n   f o l d e d   re f l e ct a rra a n t e n n a   f o 5 G   a p p l i ca t i o n (Mo h d   F a i ru Mo h d   Yu so f f )   2257   [ 1 2 ]     S h e n   Y ,   H u   S ,   D o u   W .   3 8   G H z   f o l d e d   r e f l e c t a r r a y   a n t e n n a   f o r   p o i n t - to - p o i n t   5 G   c o m m u n i c a t i o n s .   2 0 1 6   I E E E   5 th   A s i a - P a ci f i c   C o n f e r e n c e   o n   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n   ( A P C A P ) :   I E E E 2016 369 - 70.   [ 1 3 ]     H o n g   W ,   Ji a n g   Z H ,   Y u   C ,   Z h o u   J ,   C h e n   P ,   Y u   Z ,   e t   a l .   M u l t i b e a m   a n t e n n a   t e c h n o l o g i e s   f o r   5 G   w i r e l e ss   co m m u n i c a t i o n s .   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n .   2 0 1 7 ;   65:   6231 - 62 49.   [ 1 4 ]     P i l z   D ,   M e n z e l   W .   F o l d e d   r e f l e c t a r r a y   a n t e n n a.   E l e c t r o n i cs   L e t t e r s .   1 9 9 8 ;   34:   832 - 83 3.   [ 1 5 ]     M e n z e l   W ,   P i l z   D ,   A l - T i k r i t i   M .   M i l l i m e t e r - w a v e   f o l d e d   r e f l e c t o r   a n t e n n a s   w i t h   h i g h   g a i n ,   l o w   l o ss ,   a n d   l o w   p r o f i l e .   I E E E   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n   m a g a z i n e .   2 0 0 2 ;   44:   24 - 2 9.   [ 1 6 ]     Z o r n o z a   J A ,   L e b e r e r   R ,   E n ci n a r   J A ,   M e n z e l   W .   F o l d e d   m u l t i l a y e r   m i cr o s t r i p   r e f l e c t a r r a y   w i t h   s h a p e d   p a t t e r n .   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n .   2 0 0 6 ;   54:   510 - 51 8.   [ 1 7 ]     Y u so f f   M F M ,   S a u l e a u   R ,   H a m i d   M R ,   R a h i m   M ,   Y u s o f f   M .   B e a m   sc a n n i n g   f o l d e d   r e f l e c t a r r a y   a n t e n n a   w i t h   s h i f t e d   w a ve g u i d e   p o si t i o n s .   2 0 1 3   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   R F   a n d   M i cr o w a v e   C o n f e r e n c e   ( R F M ) :   I E E E .   2013 :   193 - 19 6.   [ 1 8 ]     Ji a n g   M ,   H o n g   W ,   Z h a n g   Y ,   Y u   S ,   Z h o u   H .   A   f o l d e d   r e f l e c t a r r a y   a n t e n n a   w i t h   a   p l a n a r   S I W   sl o t   a r r a y   a n t e n n a   a s   t h e   p r i m a r y   s o u r ce .   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n .   2 0 1 4 ;   62:   3575 - 83.   [ 1 9 ]     L i u   X ,   G e   Y ,   C h e n   X ,   C h e n   L .   D e s i g n   o f   f o l d e d   r e f l e c t a r r a y   a n t e n n a s   u si n g   p a n c h a r a t n a m - b e r r y   p h a s e   r e f l e c t o r s .   I E E E   A c c e ss .   2 0 1 8 ;   6:   28818 - 2 8 8 24.   [ 2 0 ]     Y a n g   J ,   S h e n   Y ,   W a n g   L ,   M e n g   H ,   D o u   W ,   H u   S .   2 - D   sc a n n a b l e   4 0 - G H z   f o l d e d   r e f l e c t a r r a y   f e d   b S I W   s l o t   a n t e n n a   i n   s i n g l e - l a y e r e d   P C B .   I E E E   T r a n s a c t i o n o n   M i c r o w a ve   T h e o r y   a n d   T e c h n i q u e s 2018;   66:   3129 - 31 35.   [ 2 1 ]     P e t t   T A ,   O l s o n   S C ,   S r e e n i v a s   A I .   B r o a d b a n d   c i r c u l a r   p o l a r i z a t i o n   a n t e n n a .   G o o g l e   P a t e n t s .   1995.   [ 2 2 ]     Y a n g   F ,   R a h m a t - S a m i i   Y .   A   r e c o n f i g u r a b l e   p a t c h   a n t e n n a   u si n g   s w i t ch a b l e   sl o t s   f o r   c i r c u l a r   p o l a r i z a t i o n   d i v e r s i t y .   I E E E   M i cr o w a v e   a n d   W i r e l e ss   C o m p o n e n t s   L e t t e r s .   2 0 0 2 ;   12:   96 - 9 8.   [ 2 3 ]     T o h   B Y ,   C a h i l l   R ,   F u sc o   V F .   U n d e r s t a n d i n g   a n d   m e a s u r i n g   ci r cu l a r   p o l a r i z a t i o n .   I E E E   T r a n s a c t i o n o n   E d u ca t i o n .   2 0 0 3;   46:   313 - 31 8.   [ 2 4 ]     W u   F ,   L u k   K M .   C i r c u l a r   P o l a r i z a t i o n   a n d   R e c o n f i g u r a b i l i t y   o f   F a b r y - P e r o t   R e s o n a t o r   A n t e n n a   t h r o u g h   M e t a m a t e r i a l - L o a d e d   C a v i t y .   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   A n t e n n a a n d   P r o p a g a t i o n .   2 0 1 9 .   [ 2 5 ]     Y o u n g   L ,   R o b i n s o n   L ,   H a c k i n g   C .   M e a n d e r - l i n e   p o l a r i z e r .   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n .   1 9 7 3 ;   21:   376 - 37 8.   [ 2 6 ]     C h u   R - S ,   L e e   K - M .   A n a l y t i c a l   m e t h o d   o f   a   m u l t i l a y e r e d   m e a n d e r - l i n e   p o l a r i z e r   p l a t e   w i t h   n o r m a l   a n d   o b l i q u e   p l a n e - w a v e   i n c i d e n c e .   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n .   1 9 8 7 ;   35:   652 - 6 61.   [ 2 7 ]     W u   T - K .   M e a n d e r - l i n e   p o l a r i z e r   f o r   a r b i t r a r y   r o t a t i o n   o f   l i n e a r   p o l a r i z a t i o n .   I E E E   m i cr o w a v e   a n d   g u i d e d   w a v e   l e t t e r s .   1 9 9 4 ;   4:   199 - 201.   [ 2 8 ]     M a z u r   M ,   Z i e n i u t y c z   W .   M u l t i - l a ye r   m e a n d e r   l i n e   p o l a r i z e r   f o r   K u   b a n d 13 th   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   M i c r o w a v e s ,   R a d a r   a n d   W i r e l e ss   C o m m u n i c a t i o n M I K O N - 2 0 0 0   C o n f e r e n c e   P r o c e e d i n g s   ( I E E E   C a t   N o   0 0 E X 4 2 8 ) :   I E E E .   2000 :   78 - 81.   [ 2 9 ]     J o y a l   M - A ,   R i e l   M ,   D e m e r s   Y ,   L a u r i n   J - J .   A   m e a n d e r - l i n e   c i r c u l a r   p o l a r i z e r   o p t i m i z e d   f o r   o b l i q u e   i n ci d e n ce .   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n .   2 0 1 5 ;   63:   5391 - 539 8.   [ 3 0 ]     S t a n k o v s ky   A ,   P o l e n g a   S ,   N e m s h o n   A ,   L i t i n s k a y a   Y ,   G a f a r o v   E ,   S a l o m a t o v   Y P .   M e a n d e r - l i n e   p o l a r i z e r   f o r   o m n i d i r e c t i o n a l   a n t e n n a 2 0 1 6   I n t e r n a t i o n a l   S i b e r i a n   C o n f e r e n c e   o n   C o n t r o l   a n d   C o m m u n i c a t i o n s   ( S I B C O N ) :   I E E E .   2016 1 - 4.   [ 3 1 ]     F e i   P ,   G u o   W ,   W e n   X .   A   L o w   P r o f i l e   M e a n d e r   L i n e   C i r cu l a r   P o l a r i z e r   f o r   W i d e b a n d   A p p l i ca t i o n s .     2018   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n ce   o n   M i cr o w a v e   a n d   M i l l i m e t e r   W a v e   T e c h n o l o g y   ( I C M M T ) :   I E E E .   2018 1 - 3.   [ 3 2 ]     N a k a j i m a   H ,   T a n a k a   T ,   T a k i k a w a   M ,   Y o n e d a   N .   A   S t u d o f   M e a n d e r   L i n e   P o l a r i z e r   B a s e d   o n   E q u i v a l e n t   C i r c u i t s .   2 0 1 8   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   W o r k s h o p   o n   E l e c t r o m a g n e t i cs :   A p p l i c a t i o n s   a n d   S t u d e n t   I n n o v a t i o n   C o m p e t i t i o n   ( i W E M ) :   I E E E .   2018.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.