TE LKOM NI KA  Te le c om munica tion,  C omp u tin g,  El e ctroni cs and  Contr ol   Vo l.   1 8 ,  No.   1 ,  Febr uar y   2020 , pp.  72 ~ 79   IS S N: 16 93 - 6930, acc red it ed   First G ra de by  Kem enr ist ekd i kti, D ec ree  N o: 21/E/ KP T/ 2018   DOI: 10. 12 928/ TELK OMN I KA.v1 8 i 1 . 13189     72       Journ al h om e page :  http: // jo ur nal. uad.ac .id /i nd ex. php/TE LKOMNIKA   Stu dy on the  e ff ec t o f  the  s ub stra t e  m aterial   t yp e and  t hickn ess  on the  p er f orma nce of th e  f ilt ering  a ntenn a  d esign       Moham med  K. Alkh afaj i 1 ,  Hana ’ a A. Al ha m adani 2 ,  Y as ir  I. A . Al - Y as ir 3 ,   Ameer  L. Sa le h 4 ,    Na se r O ja r oudi  Pa rc hin 5 ,  R aed A.  Abd - Al ha mee d 6   1 ,2 El e ct roni c Te c hnique s Depa r t m ent ,   Basr a  T echnic a l  Insti tut e ,   Southern  T ec hni ca l   Univer sit y ,   Ir aq    3,5 ,6 Facul t y   of En gine er ing  and   In form at ic s,   Unive rsit y   of  Br adf ord ,   Unit ed  Kingdo m   4 Depa rtment of  El e ct ri ca l   Eng in ee ring ,   Univ ersity   of  Misan ,   Ir aq       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Ma y   22 , 201 9   Re vised  O c t   1 2 ,   20 19   Accepte d  Nov   1 9 , 20 19       Thi s  artic le   pr ese nts  a   new  desig n  of  a   four - pole  m ic rostrip  fi lt er i ng  antenna .   The   f il t eri ng  antenna   consists  of  a  bandp ass  fil t er ,   which   has  four   resona tors   int egr at ed   to   a  m onopole   patch   antenna .   Th e  f i lt eri ng   an te nn a  is  designe d   with  a  relati v ely  high  bandwidt h   of  about   1. 22  GH z  to  sati sf y   a   high - spee d   dat a  tr ansm issio n.   Thre e  t y p es  of  die lectr i c  subs tra te   m at er ia ls  were   used  for   the   d esign  of  th e  filter ing  an te n na,   whi ch  is  R T /Duroid  5880,   R O3003,  and  FR - 4.   The   sim ula ti on  r esult s  of  the   fil t eri ng   ant enna   d esign,   which  ar e   esta bli sh ed  on  the   thre e  diff erent  die lectr ic   subs tra te   m at er ia ls ,   are   done  b y   using  Com pute r  Sim ula ti on  Tech nolog y   (CST)  so ftwa re.   Com par i son  result s   of  the   fil t eri ng  ant enn a  tha t  is  esta bli sh ed  on  the   thre e  d iffe r e nt  die l ec tr ic  subs tra te   m at er i al s  are   done  a t  a  fixe d  subs t rat e  h ei ght  and   diffe ren t    subs tra te   hei gh t s.  The   fil t eri ng  ant enn a  is  designe d  at   a  c ent e r  fre que n c y     f0   =  2 . 412  GH z ,   which  is sui ta bl e   for  W LAN a pp l ic a ti ons.   Ke yw or d s :   B andpass  f il te r   CST soft wa re     D ie le ct ric subs trat e m a te rial   Fil te ring  a nten na   RO3003  FR - 4   RT/ Duro i d 588 0   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  B Y - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   Yasir I.  A .  A l - Yasir ,    Faculty  of E ngineerin g  a nd In form atics,    Un i ver sit y o f B radford,    Brad ford, B D1 1 JB,   U nited  K ingdo m .   Em a il :  y.i .a.al - ya sir@brad f ord. ac. uk       1.   INTROD U CTION   Ever - inc reasin g  dem and   f or  com pact  wireless  com m un ic at ion   transce ivers  co ntin ue s  to  i m pact    the  fiel d  of   m ic rowav e  (M W)   a nd   ra dio   fr e qu e ncy  (RF )  ap plica ti on s  [1,  2].  So m e  of   the  m os t  i m po rtan t   m od ules  in  suc h  syst em s  are   the  m ic ro strip   anten nas  a nd   filt ers  [3 - 15 ] ,  and   it s  pe r for m ance  gr eat ly   eff ect s     the  perf or m ance  of   the  who le   wireless  co m m un ic at ion   s yst e m s.    In   re cent  ye ars,   the   m ic ro strip  filt ering  anten na  ha s  be com e  on e  of  the  best - desire d  de vice  str uc tures  because   of   t heir  lo w  pro file ,  com pact  siz e,  li gh twei ght,  a nd  ease  of  fa br i cat ion .  T he  m i cro st rip  filt erin g  a nten na  is  be nef ic ia l  beca use   it   can  be   dir ect ly   pr i nted  on t o  th e  diele ct ric  sub strat e  m at erial s   [16].  Fil te rin g  anten na  de sig n  has  m any  ap plica ti on s,  m os tl y  in   m od ern   wi reless  com m un ic at ion   syst em s  because   of  th e  filt ering   a nd  rad ia ti ng  res pons es  a re  oc currin g  si m ultaneou sly  [17 ] .   It  is  kn ow n  that  the  us e  of   the  su bs t rate  m at erial  in  t he  desi gn   of   RF/m ic ro wav e   ci rcu it s  is  a  com m on   and   essenti al   issue.  On e  of   the  des ign   basics  is  to   choose  the  ap pro pr ia te   su bst rate  m at erial  t ype  as   well   as  thickne ss  to  fit  the  pro po se d  a pp li cat ion .  Fi nd i ng  the  diele ct ric  su bst rate  f or  pr inte d - ci rcu it - boar d  (P CB )  m at erials  pro vid es  a  hi gh - perform ance  am ou nt  for  a ccepta ble  c harges  at   these  fr e qu e ncies  repre sent  a   gr eat   c halle ng e.  By   rec ogni zi ng   t he  key  par am et ers  an d  feature s  of  interest   to   PC B  m a te rial s  a t  high  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELK OMN IKA   Tel ec omm u n   C om pu t El  Con t ro l         Study  on the  ef fe ct  o f t he  s ubs trate m aterial t ype  and  t hickn ess ....   ( Mo ham med K. Alk ha f aji)   73   fr e qu e ncies,  s uc h  as  how  different  ty pes  of  PCB ’s  be hav e   fo r  dif fer e nt  ty pes  of   s ubstr at e  m at erial s   a t  high   fr e qu e ncies  (m il lim et er - wav e   fr e quencies ).   The  sel ect io n  can  be  ca refull y  con cei ved  w hen  ch oosin g  pr i nt e d  ci rcu it   bo a rd   m at erial s  fo r  use   in  hig h  f re quencies  [ 18] .   This  wor k  pr ese nts  three  dif fere nt  ty pes  of   di el ect ric  su bst rate  m at erial s  to  be  us e d  in  filt erin g  a nt enn a   desig n  a nd  t hen  chec k  the  desig n  qual it y  and  it s  su it a bili ty  for  the  appli cat ion ,  which  is  de sign e d for.       2.   PROPE RTIE S OF  THE  D I EL ECTRIC S UBSTR ATES   2.1.   FR - 4  glass ep oxy di el ectric   subst r ate   FR - 4  is  a  lo w - c os t  PCB   m at erial ,  m ade  from   fiberg la ss  te xtil e  im ple m ented  in  e poxy  re sin .    The  “ FR”  in  F R - 4  i nd ic at es  t o  “ fire  resist an t” .  It  has  m os tl y  su bst it uted  t he  (f la m m able )  bo a rd  m at eri al   G - 10  because   of  this   featu re.   The   F R - 4  m at erial ,  us ua ll y  works  well ,  w he n  des ign in g  bel ow  1   GH z .  Howe ver,  as   fr e qu e ncies  ris e  beyond  1   G Hz,   the  pas siv e  ci rcu it   el e m e nts  have  to  be   ta ken   into  co ns ide rati on.  T he  m a in   consi der at io ns   for  ci rc uit  desi gn   i n  the  3 - 6  GH z  i nvolv e   s kin   e ff ect ,  s urf ace  rou ghness ,   pro xim it y  eff ect ,  and  diele ct ric  subst rate  [ 19 ] .  The  FR - 4  diele ct ric   co ns ta nt  ε r  ha s  bee n  re porte d  betwee n  4. 3 – 4.8 ,  a nd   is  sli gh tl y  dep e ndent  on t he fre qu e ncy.  The  l os s ta ng e nt tan δ of FR - 4 i s 0.01 8.     2.2.   RT/ D ur o id  58 80 diel ectric  s ubst r at e   Com po sit es  RT/ Duro i d  5880   m ic ro fib er  rei nfor ce d  PTFE   is  desig ne d  for   dem and in g  st ripline  a nd  m ic ro strip  li ne   ap plica ti on s.   RT/ Duro i d  is  a  glass   m ic ro fiber  rei nfor ce d  PTFE  (Poly   T et ra  Flu oro   Et hyle ne)  com po sit e  bu il t  by  Rog e r  C o rpor at io n.  The y  sh ow  a  ver y   good  c hem ic a l  resist ance,  i nvol ving  s olv e nt   and   reag e nts  util iz ed  in  pr inti ng   and   c oatin g,  ease  of   c utti ng   a nd   fabri cat ion ,  s hear i ng,  m achining,  an d  env i ronm ent - fri end ly   [ 7].  RT/ Duro i d  5880  ha s  a  low  l os s  t ang e nt  ta nδ  of  about  0 .00 4  a nd  diele ct ric  c onsta nt   ε r   = 2.2  [20 ] .     2.3.   RO300 3  diel e ctric sub str at e   Tit le   RO3 00 3  lam inate s  is  a  ceram ic - fill ed  (P oly  Tet ra   Fl uor o  Ethyl ene )   PTFE  c om posit e  ci rcu it  m at erial   with  m echan ic al   ch aracte risti cs,  wh ic h  a re  uni form   reg ar dles s  of  the   ch oo sing   of  the   di el ect ric   const ant.    T his  case  per m it s  t he  desi gn e rs  t o  de velo p  m u lti - la ye r  bo a rd   desig ns ,  w hich   are  us e d  di ff e ren tl y  diele ct ric  con s ta nt  m at erial s  for  ind i vidual  la ye rs,   without   facing   acc ur a cy   pr oble m s  [ 21 ] .  RO 3003  has  low  loss tan ge nt ta nδ  =  0.00 13 a nd  diele ct ric co ns ta nt ε r   =  3.0.       3.   FILT ERING  AN TE NNA S TRU CTU RE   The  la yo ut  of  the  pro posed  f il te ring   ante nna  structu re  is  s how n  in  Fi gur e  1.   T he  filt eri ng   a nten na   consi sts  of  fou r  po le   ba ndpas s  filt er  a nd  m on op ole  patc h  a nten na.   The   int egr at io n  of  the   BPF  with  m on op ole   patch  a nten na   is  done   by  c onnecti ng  the   seco nd   port  of  t he  B PF  with  the   ante nn a .   A  50 - Ω  m ic ro strip     feed - li ne  was  f ed  both  the  BP F  and   m onopol e  patch  anten na,   s o  there  is  no   need   t o  the   add it io nal  m atch in g  ci rcu it .   The  four - pole   ba ndpa ss  filt er  cons ist s  of   f our  re so na tor s,  w hic h  are  c onnect ed  to  the  m icr os t rip     feed - li ne  est a bl ished  on  a  di el ect ric  su bs t r at e  m at erial   with  gro und  pla ne  has  a n  L - s hap e d  sl ot  et ched  as  sh ow n  in  Fig ure  2.  Eac h  re s on at or   c onsist s   of   t he  s quare   open  l oop  wi th  a  lo ng it udi nal  strip  e nde d  wit h     E - s hap e d  a rm s .             Figure  1. Fil te ring   a nten na st r uctu re lay out     Figure  2. F our - po le   ba ndpass   filt er s truct ur e   la yout   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   1693 - 6930   TELK OMN IKA   Tel ec omm u n   C om pu t El  Con t ro l ,  V ol.  1 8 ,  No.  1 ,  Fe bruary   2020:    72   -   79   74   The  filt ering   a nten na  was  est ablishe d  on  t hree  dif fer e nt  ty pes  of   diele ct ric  substrat e  m ater ia ls,  w hic h  are  FR - 4,  RT/ Duro i d  5880,  and  RO 3003.  Firstl y,  these  s ub st rate  m at eri al s   are  ke pt  at   a  fixe d  thic kn e ss,  a nd   then  t he  thick ne ss  of  each   die le ct ric  su bs t rate  was  c hange d  to  in vestigat e, w hic h  of   t hese th ree  ty pes  a re m or e  su it able  f or   t he   sp eci ficat io ns   for  this  a pp li ca ti on .  T he  a bsor ption   of  el ect rical   energy  by  a   diele ct ric  m a t erial ,  wh ic h  is  e xpos e d  to  a n  al te rn at in g  el ect ric  fiel d,  is  nam ed  diele ct ric  loss.   Diel ec tric   loss  is  due  t o    the  infl ue nce  of   t he  li m it ed  loss  ta nge nt,  t anδ   i n  wh ic h  t he  los ses  inc r easi ng   a nd  dir ect ly   pr op or ti onal   to    the  ope rati ng  f reque ncy.  General ly ,  the  diele ct ric  co ns ta nt   of  the   diele ct r ic   substrat e  ε r  is  a  c om plex  num ber  and is  giv e n by:       ε r = ε r ′ + j ε r "                                                                                                                                       (1 )     w he re,   ′   -   Is  a  r eal   par t  of the  diele ct ric co ns ta nt.   "   –   Is  a n  im aginar y pa rt of t he diel ect ric co ns t ant.   The n  the  loss  tang e nt is  giv e n as [ 22] :      = "   ′                                                                                                                                                       ( 2)     t he  relat io nship  betwee n  the  t ang e nt lo ss a nd  diele ct ric los s is g i ven b y t he  foll ow i ng form ula [ 23 ] :     = √  ∙  − 1 − 1 ∙ ∙                                                                                                          (3)     w he re,     –   Is  a  d ie le ct ri c loss.      –   Is  t he  e ff ect i ve diel ect ric co ns ta nt  of the  substrat e m at eria l.     –   Is  a  free   s pa ce wa velen gth.   Figure  3,   sho w s  the  diele ct ric  loss  for  t he  th ree  ty pes  of  di el ect ric  su bst ra te s,  w hich  a re  us e d  in  t his   researc h  a rtic le . T he  m ic ro strip  pro pag at io n delay  t pd   is a f unct ion o f  a  sub strat e d ie le ct ric co ns ta nt ε r :      (   ⁄ ) = 1 . 017 √ 0 . 475 + 0 . 67                                                                                  ( 4)     Atte nu at io n  s ources  of  pract ic al   m ic ro strip   li nes  are  du e   to  the  e ff ect s  of  ra diati on  and  finite   cond uctivit y  of  the  co nducto r  li nes.   I n  ad diti on,  ene r gy  in  a  m ic ro strip  is  de pendin g  on   t he   diele ct ric  const ant   ε r ,  substrat e  t hick ness  h,   a nd   t he  ci rc uit  geo m et ry.  U sing   l ow   diele ct ric  const ant   substr at e  has   a  low  con ce ntrati on   energy,  w hich  le ads   to  a  gr eat   ra diati on   los ses.  Figure  4,   s hows   the  relat ion s hi p    of   the  pro pa gation  delay   with  res pect   to  the  diele ct ric  con sta nt   of   dif fe ren t   ty pes  of   diele ct ric    su b strat e m at erial s.              Figure  3. Diel e ct ric loss  versu s f r eq ue ncy f or  diff e re nt ty pes of diel ect ric s ubstrat e m at eria ls     Figure  4. Pro pa gation delay   ve rsu s     diele ct ric co ns t ant     1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0 . 3 0 . 3 5 F r e q u e n c y   ( G H z ) D i e l e c t r i c   L o s s   ( d B / c m )     F R - 4 ,   E r   =   4 . 3 R T / D u r o i d   5 8 8 0 ,   E r   =   2 . 2 R O 3 0 0 3 ,   E r   =   3 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELK OMN IKA   Tel ec omm u n   C om pu t El  Con t ro l         Study  on the  ef fe ct  o f t he  s ubs trate m aterial t ype  and  t hickn ess ....   ( Mo ham med K. Alk ha f aji)   75   4.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION   Figure  5,   sho ws  the   filt eri ng  ante nn a   de sign   struc tur e  with  it s  optim iz ed  dim ensio ns ,   an d    the  optim iz ed  dim ension s  are   sta te d  in  Tabl e  1.   Fig ur e  6,   s hows  the  ref le ct ion   pa ram et e r  (S 11 - param eter )  a nd  gain  for  the  f il te ring   ante nna,  w hich  is  de sign e d  on   R T/ Duro i d  58 80  diele ct ric  s ub st rate  with  heig ht    h  =  30. 944  m il   and   diele ct ric  co ns ta nt   2.2.  T he  filt erin g  a nten na   has  desi gn e d  at   a  cente r  f reque ncy     f o   =  2. 41 2  G H z,  an d  a  ba nd  edg e s  f 1   =  1.8 72  G Hz  a nd   f 2   =  3.109 9  G Hz.  The  filt erin g  a nten na  is  su it a ble  f or   W L AN   a ppli cat ion s  a nd  a  re la ti vely   hig h  ba ndwidt h  is  fit   the  fast  data  t ran sm issi on ,  w hich  is  re qu ire d  in  a   m od ern   com m un ic at io n  syst em s.   Figu re  7,   s hows  the  S 11 - pa ram et er  of   the  filt ering   anten na  with ou t  L - s hap e d  Def ect e d Ground Str uctu re  ( DGS).           Figure  5. Fil te ring  a nten na St r uctu re  with it s  op ti m iz ed  dim ensio ns       Table  1 .  T he  optim iz ed  dim e ns io n of t he fil te rin g  a nten na   Para m eter   W   W P   W S   W S1   W 1   Di m en sio n  ( m m )   45   20   15   0 .5   3 .9   Para m eter   W 4   W m   W r   W dg   W S2   Di m en sio n  ( m m )   8   2 .4   10   7 .5   0 .5   Para m eter   L g   L r   L S1   L 1   L 2   Di m en sio n  ( m m )   2 5 .4   9   0 .4   4   26   Para m eter   W 2   W 3   S 1   L   L p   Di m en sio n  ( m m )   6 .6   1   0 .5   48   18   Para m eter   L dg   L 3   S 2   G   L s   Di m en sio n  ( m m )   5 .4   3   0 .8   1   3 .5             Figure  6. S 11 - pa ram et er an d g ai n  of    the f il te rin g  a nt enn a     Figure  7. S 11 - pa ram et er o f  the  f il te ring a nten na  without  DGS     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   1693 - 6930   TELK OMN IKA   Tel ec omm u n   C om pu t El  Con t ro l ,  V ol.  1 8 ,  No.  1 ,  Fe bruary   2020:    72   -   79   76   Etc hing  the  D GS   in  the  gro und  plane  of  the   filt ering   anten na  distu rb e d  th e  sh ie ld  curre nt   distribu ti on   in  a  wa ve - gui ding  str uctu re.   This  disturba nce  will   change  prop e rtie s  of   t he  desig n  su c h  as  the  ef fecti ve  capaci ta nce  a nd  ef fecti ve  i nductance  [ 24 ] .  The  f eat ure  of  DGS  is  a  sl ow - wa ve  im pact  because   the  e quivale nt   LC  com ponent s  that  m ay   decr ease  t he  de sign  ci rc uit  siz e  [ 25 ] .   From   Fig ur es   6  a nd  7,  can   noti ce  that     the  sig nificant  and   obvi ous  ef fect  of  the  DGS  on  the  overa ll   per f or m ance  of   t he  filt erin g  ante nn a  res ponse .   Figure  8, sho w s the  S 11 - pa ra m et er o f  t he fil te ring an te nn a   without t he  S quare  Ope n  L oop  Re s on at or ( S OLR) .           Figure  8. S 11 - pa ram et er o f  the  f il te ring a nten na wit hout S O LR       Figure  9,  sho ws  the  Fa r - fiel d  rad ia ti on  pa tt ern   of  the  filt ering   a nten na  at   a  center  fr e quenc y     f o   =  2.4 12  G Hz.   T he  sim ulati on   r esults  a re  obta ine d  by   us in g  Com pute r  Sim ulati on   Tec hnol og y   (CST )  so ft war e .  The  com par ison   graph   of   the  ref le ct ion   pa ram et e r  for   the  th ree  ty pes  of   diele ct ric  su bst rate  m at erial  at   a  fixe d  sub strat e  hei gh t  h  =  30. 944  m ils  is  s how n  in   Figure  10.  T he   eff ect   of  the   diele ct ric  s ubstrat e  m at erial   on   the  desig n  pe rfor m ance  especial ly   the  center  fr e quency  an d  r eflect ion   pa ra m et er.     Table  2  c onta ins  the  c om par ison  of  s om e  par am et ers  of   the   three d iffe re nt  diele ct ric  subs trat e  ty pes  for  wh ic h  the f il te rin g  a nt enn a is  d esi gned  a nd establi s hed in.   Figure  11,  s hows  the  c om par iso n  of  the  ref le ct io n  par a m et er  of   the  three  dif fer e nt   diele ct ric  su b strat e  m a ter ia ls,  wh ic h  th e  filt ering   ante nn a  desig n  is,  est ablished  i n,   for  dif fer e nt  substrat e  hei gh ts.   This   com par ison   is  a  necessa ry  issue  to  il lustrate   the  eff ect   of   t he   diele ct ric  sub strat e  m at erial   ty pe,   an d  thic kness.   Table  3  co ntains  the   com par i so n  of  s om e  of  the  im po rtant  par am et ers  involve d  in  t he  de sign   of  the  filt erin g  anten na  ci rc uit  on  the   three   di ff ere nt  diele ct ric  substrat e  m at erial   ty pes.   T he  par am et er  com par ison  of  t hese   three ty pes  of t he diel ect ric m at erial s is stat ed  in  Ta ble 3.       Tabl e  2.  C om par iso n of som e d iffe re nt p a ra m et ers  for  the   diff e re nt d ie le c tric  substrate  m at erial s   Para m eters   Dielectri c Sub strat e ty p e   RT/ 58 8 0   RO3 0 0 3   FR - 4   Cen ter   f requ en cy   (f o   GHz)   2 .41 2   2 .20 2   1 .92 4   Retu rn lo ss  RL  (d B)   - 15   - 1 2 .06 5   - 6 .03 1 4   Maxi m u m  Gain  (dB )   4 .03   2 .43   1 .18   BW  (GHz )   1 .22   0 .92 2   0 .65 7   VSW R   1 .19 3 7   1 .58   2 .2       Table  3.  T he  c om par ison o f  s om e o f  the  im p or ta nt p a ram eter s in volve d  in  the  desig n of t he fil te ring an t enn a   ci rcu it  on t he  t hr ee  d if fer e nt  diele ct ric subst rate m at erial  t yp es   Para m eters   Dielectri c Sub strat e ty p e   RT/ 58 8 0   RO3 0 0 3   FR - 4   Cen ter  f requ en cy  ( f o   GHz)   2 .41 2   2 .3   2 .04 9   Retu rn lo ss  RL  (d B)   - 15   - 1 3 .06 3   - 7 .04   Maxi m u m  Gain  (dB )   4 .03   2 .63   2 .22   Su b strate heig h t ( h ) m ils   3 0 .94 4   50   63   BW  (GHz )   1 .22   1 .3   1 .05 9   VSW R   1 .19 3 7   1 .52   2 .24   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELK OMN IKA   Tel ec omm u n   C om pu t El  Con t ro l         Study  on the  ef fe ct  o f t he  s ubs trate m aterial t ype  and  t hickn ess ....   ( Mo ham med K. Alk ha f aji)   77               Figure  9. Far - fi el d  ra diati on pat te rn   of  t he fil te ring an te nn a :   (a) Di recti vity ,   ( b) G ai n,   (c)  E - Fiel d, ( d) H - Fiel d           Figure  10. C om par ison   of S 11 - pa ram et er f or the  diff e re nt di el ect ric su bs t r at e  m at erial s,    h  =  30. 944  m il       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   1693 - 6930   TELK OMN IKA   Tel ec omm u n   C om pu t El  Con t ro l ,  V ol.  1 8 ,  No.  1 ,  Fe bruary   2020:    72   -   79   78       Figure  11. C om par ison   of S 11 - pa ram et er f or the  diff e re nt di el ect ric su bs t r at e  m at erial s    and d i ff e ren t  di el ect ric su bs t r at e h ei ghts       5.   CONCL US I O N     This  arti cl e  pr esents  a  m ic r os trip  filt erin g  anten na  de sign   f or   WL A N  ap plica ti on s   in  a  center   fr e qu e ncy  f 0   = 2 . 412  G Hz.  A   m ic ro strip - filt erin g  anten na  ha s  desig ned   a nd  buil t  on   a  thr ee  diff e ren t  die le ct ric   su bst rate  m at erial s,  w hich  a re   RT/ Dur oid   58 80,  R O30 03,  a nd  FR - 4.  T hes e  desi gn s   ha ve   done   by  us i ng  CST  m ic ro wa ve  stu dio   s uite  so ft war e .  The  filt erin g  anten na  con sist s  of   f our - pole   ba ndpa ss  filt er  integ rated  to  m on opole  patc h  a nten na.   The   com par iso n  of  the   filt erin g  anten na  desig n,  w hich   is  us in g  the   th ree  dif fer e nt   diele ct ric  su bs t rate  m at erial s  at   a  fixed   subst rate  heig ht  and  diff e ren t  hei ghts  ha ve  done .  The  res u lt s  ob t ai ned  from   each  design   i nd ic at e  tha t  the  m os t  su it able  desi gn   for   this  ap plica ti on   w he n  est abli sh e d  on  RT/ D uroi d  5880  diele ct ric substrate  m at e rial .       ACKN OWLE DGE MENTS   This  pro j ect   ha s  receive d  f undi ng   from   the  E uro pean  U nion ’s  Horizo n  2020  r esearc h   a nd  innov at io n  pro gr am m e u nd er  Grant a gre e m ent H 20 20 - MSC A - ITN - 2016  SECR ET - 722424.       REFERE NCE S     [1]   H .   Li u ,   et  al.,   “ High - Te m per at ure   Superc on duct ing   Bandpas s  Filt er  Us ing   As y m m et ric  Steppe d - Im peda n c e   Resonat ors  with   W ide - Stopband   Perform anc e ,”   IEE E  Tr an sact ion   Appl i ed  Su perc onductivity ,   vol.   25 ,   no .   5 ,    Oct  2015 .   [2]   Y .   Tu,   et   al.,   “ An  improved  860 – 960MH z  fully   integra t ed  C MO S  power  am pli fier  design a tion  for  UH F  RF ID  tra nsm it te r ,”   Int ernati onal   Journ al  of   Elec tronic s   and  Comm unications,   vo l.  67 ,  n o.   7 ,   pp .   5 74 - 57 7 ,  Jul  2013 .   [3]   Y .  I .   Abdulr ahe e m ,   et   a l.,   “ Design  of  Freque nc y - r ec onfigur abl e   Multi band   Com pac t  Antenn a  using   two  PIN   diodes   for  W LAN/W i MA X  Applic ati ons ,”   IET  Mic rowaves,   Antennas  and  Propagati on,   vol.   11 ,  no .   8,   pp.   1098 - 1105 ,  Jun  2017 .   [4]   Y .   Al - Yasir,   et   al . ,   “ Design  of  Ver y   Com pact  Com bli ne  Band - Pass   Filt er  for  5G  Applic ations ,”   Loughbor ough   Ant ennas  &   Pro pagati on  Conf er enc e ,   Loughbor o ugh,   UK ,  Nov  2 018 ,   pp .   1 - 4.   [5]   Y .  I .  A .   Al - Yasi r,   et   al . ,   “ Mixed - coupl ing  m ult i - f unct ion  quin t - wi deba nd  as y m m etric  ste pp ed  impe danc e  r esona tor   fil ter ,”   Mi crow ave   and   Opt i cal   T ec h nolog y   Let t er s ,   vol.   61 ,   no.   5,     pp.   1181 - 1184 ,  Jan  2019 .    [6]   Y .  I .  A .   Al - Yasi r,   et   al.,   “ New  Multi - standard  Dual - W ide band  and  Quad - W ideband  As y m m et ri c  Step  Im peda n ce   Resonat or  Filt er s  with  W ide   Stop  Band   Restri c tion ,”   Int ernati on al  Journal  of  RF  and  Mic rowave   Computer - Ai de d  Engi ne ering,   vol .   29 ,  no .   8 ,  Apr  2 019 .   [7]   W .   Chen,   et   al.,   “ Co m pac t  and  W ide   Upper - Stopband  Tri pl e - Mode  Broadba nd  Microstri p  BP F ,”   TEL KOMNIK A   Tele communic a t ion  Computing   El e ct ronics  and   Contro l,   vo l.  10 ,  no.   2,   pp.   353 - 3 58 ,  Jun  2012 .   [8]   E .  S .   Ahm ed ,   “ Com pac t  Du al - Band  Par al l e l  Couple d  T - S hape d  SIR  Filt er  for  W LAN  Applic ations ,”   TEL KOMNIKA  Tele communic a t ion  Computing   El e ct ronics  and   Contro l,   vo l.  15 ,  no.   4,   pp.   1677 - 1681 ,   De c   2017 .   [9]   M.  Mabrok ,  et   al . ,   “ Sw it cha bl e  Dual - band  Band pass  Filt er  Based  on  Steppe d  Impe dance  Resonator  with  U - Shaped  Defe cted  Micro strip  Struct ure   for  W ire le ss   Applic ations ,”   TEL KOMNIK A  Tele communi cat ion  Computi ng  El e ct ronics  and   Control ,   vo l.  17 ,  no.   2,   pp.   1032 - 1039 ,  Apr  2019 .   1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 - 3 0 - 2 5 - 2 0 - 1 5 - 1 0 -5 0 F r e q u e n c y   ( G H z ) S - P a r a m e t e r   ( d B )     S 1 1   ( d B ) ,   R T /   5 8 8 0   s u b s t r a t e ,   h   =   3 0 . 9 4 4   m i l S 1 1   ( d B ) ,   R O /   3 0 0 3   s u b s t r a t e ,   h   =   5 0   m i l S 1 1   ( d B ) ,   F R - 4   s u b s t r a t e ,                 h   =   6 3   m i l Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELK OMN IKA   Tel ec omm u n   C om pu t El  Con t ro l         Study  on the  ef fe ct  o f t he  s ubs trate m aterial t ype  and  t hickn ess ....   ( Mo ham med K. Alk ha f aji)   79   [10]   Y .  I .  A .   Al - Ya sir,   et  al.,   “ Design  of  m ult i - st a ndar d  single/tr i/quint - wideb and  as y m m et ric  step ped - impedance  resona tor  fi lt ers  with  adj ustab le   TZ s, ”   I ET  Mic r owave s,  An te nn as  &   Propagati on ,   vol.   13 ,   no.   10,   pp.   1 637 - 16 45 ,  Aug  2019 .   [11]   A .   Tay bi ,   e t  a l.,   “ A   New  Configura t ion  of  a  High  Output  Volta g e  2. 45  GH z  Rectifier  for  W ire le ss   Pow er  Tra nsm ission  A ppli c at ions ,”   TEL KOMNIKA  Te le communic a ti o n  Computing  El ectronics  and  Control ,   vol.   16 ,    no.   5 ,   pp .   1939 - 1946 ,  Oct   2018 .   [12]   Y .  I .  A .   Al - Yas ir,   et   al.,   “ A  ne w  pola ri za t ion - r ec onfigur abl e   a nte nna   for  5G  a ppli c at ions ,”   Elec troni cs,   vol .   7 ,     no.   11 ,   pp .   1 - 9 ,  Nov  2018 .   [13]   M .  H .  M .   Sall eh ,   et   al.,   “ The   In vesti gation  of  Subs tra te ’s  Diele ct ri c  Properti es  for  Im proving  the   Perform anc e  of   W it ric i t y   Devi ces ,”   App lied  Com putat ional E le c tromagneti cs  So ciety J ournal ,   vol .   32 ,  no .   1 ,   pp .   24 - 30 ,   Jan   2017 .   [14]   B .   Yu,  et   al.,   “ A  novel   28  GH z  bea m   stee ring  ar ra y   fo r  5G  m obil e  device   w i th  m et a ll i c  ca sing  ap pli c at ion ,”   IE EE  Tr ansacti ons on Ante nnas and   Pr opagati on ,   vol .   66 ,  no .   1 ,   p p.   46 2 - 466 ,  Jan   2018 .   [15]   Y .  I .  A .   Al - Yas ir,   e t  al.,   “ Re cent  Progress   in  the   Design  of  4 G/5G  Rec onfigu rab le   Fil te rs ,”   E le c tronic s,   vol .   8 ,    no.   1 ,   pp .   1 - 17 ,  J an  2019 .   [16]   A .   Khan   and   R .   Nem a ,   “ Anal y si s  of  five   diffe re nt  die l ec tr ic   sub strat es  on  m ic rostrip   pat ch  an te n na ,”   Int ernati on al   journal  of   comp ute r appl ic at ions,   vol .   55 ,   no .   18 ,   pp.   6 - 12 ,  Oc t  20 12 .   [17]   C .  T .   Chuang   a nd   S .  J .   Chung ,   “ A   new  compa ct   fil t eri ng  an tenna  using  def ec t ed  ground  resona tor ,”   Mic rowav e   Confe renc e  Pro c ee dings ( AP MC) ,   2010   Asia - Pa cific ,   pp .   1003 - 10 06 ,   2010 .   [18]   J .   Coonrod ,   “ Choosing  Circ ui t  Mate ri al s  for  Mi ll imeter  W ave   A ppli c at ions ,”   Hi gh  Freque nc y  E l ec troni cs,   vol .   1 2,   no.   7 ,   pp .   22 - 30 ,  Jul  2013 .   [19]   D .   Ley s ,   “ Best  m at erials  for  3 – 6  GH z  desig n ,”   Print ed   Cir cui t  Des ign   &   Manuf act ure ,   v ol.   21 ,   pp.   34 - 39 ,    Nov  2004 .   [20]   A .   Khare ,   e t  a l.,   “ New  m ult iba n d  E - shape   m ic ro strip  patch  ant en na  on  RT   DU ROID   5880  subs tra te  and  RO400 3   subs tra te   for  p er vasive   wir el ess  comm unic at ion ,”   Inte rnat ional   Jounal   of   Computer  Application s ,  vol.   9 ,   no .   8 ,     pp.   6 - 14 ,   2010 .   [21]   S .  S .   Afrin   and   P .  R.   Dev . ,   “ Perform anc e  Ana l ysis  of  Microstri p   Patc h   Antenna  f or   Ultra  W ide   B and  Appli ca t ion ,”   The sis,  B . Sc.   in   El e ct roni cs  &   T el e comm unic at i on  Engi n ee ring ,   Ea st West   Unive rsit y ,   2015 .   [22]   K .   Szostak   and   P .   Słobodzian ,   “ Broadba nd  Di elec tr ic   Me asure m ent   of   PC B  and  Subs tra te   Ma te ri al s  b y   Me ans  of  a   Microstri p  Li n e   of  Adjustabl e  W idt h ,”   IEEE  Mic rowave  and   Wirel ess  Com ponent s  Lett ers ,  vol.   28 ,   no.   10,     pp.   945 - 947 ,  Oc t   2018 .   [23]   K .   Y.  Kapusuz ,   et  al.,   “ Subs tra te - Ind epe nd ent  Microwa ve  C om ponent s  in  Subs tra te   Int egr at ed  W av egui d e   Te chno log y   for  High - Perform anc e  Sm art   Surfa c es ,”   I EEE  Tr ansacti ons  on  Mi c rowave  Theory  and  Techni qu es ,  vol.   66 ,   no .   6,   pp .   3036 - 3047 ,  Jun   2018 .   [24]   G .   Bree d ,   “ An  int roduc t ion  to  def ecte d  ground   struct ure s  in  m ic rostrip  ci rcu it s ,”   High  Frequ e ncy   E le c tronic s,     vol.   7 ,   pp .   50 - 54 ,  Nov  2008 .   [25]   F .  S .   Mahm ud,   et   al.,   “ Para m et r ic   studie s  on  eff ec ts  of  def ecte d   ground  struct ure   (DG S)  for   dual   band  bandstop  m ic rostrip  fi lt er ,”   E PJ We b   of  C onfe renc es ,  vo l.  1 62 ,  2017 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.