T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   1 8 ,   No.   3 J une   2020 ,   pp.   12 3 7 ~ 12 4 2   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e F ir s G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I 10. 12928/ T E L KO M NI KA . v1 8 i 3 . 15720     1237       Jou r n al  h omepage ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   R ad ia t io n   b e a m  sc an n in f or   le ak y w ave  a n t e n n a b u si n sl ot s       J.   S .   Kas im 1 , M .   S .   M .   Isa 2 Z.   Z ak ar ia 3 ,   M .   I .   H u s s e in 4 ,   M owaf ak   K .   M oh s e n 5   1, 2 ,3 Ce n t re  fo T el ec o mmu n i ca t i o n   Res e arch   an d   In n o v at i o n ,   Fac u l t y   o E l ec t ro n i an d   Co m p u t er  E n g i n eer i n g ,     U n i v er s i t i   T e k n i k a l   Mal a y s i Mel ak a,   Mal a y s i   4 E l ec t ri ca l   E n g i n eeri n g   D ep ar t men t ,   U n i t e d   A ra b   E mi ra t es   U n i v er s i t y ,   U n i t ed   A rab   E m i rat e s   5 U n i v er s i t y   o K erb a l a,   Iraq       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  F e 1 ,   20 20   R e vis e F e 19 ,   2020   Ac c e pted  M a r   9 ,   2020     T h i s   p ap er  p r o v i d e s   an   i n s i g h t   o n ew ,   mi cro s t r i p   l eak y   w av an t e n n a.     It   h o l d s   t h ab i l i t y   t o   co n t i n u s t eer  i t s   b eam  at   s w ap p i n g   freq u e n cy .   T h i s   i s   d o n w i t h   accep t ab l e   i mp e d an ce  ma t ch i n g   w h i l s ca n n i n g   an d   v ery   l i t t l g a i n   v ari a t i o n .   In v es t i g at i o n   i s   carri ed   o u t   o n   L W A s ’  co n t ro l   rad i a t i o n   p a t t er n   i n   s t e p s   at   b an d   freq u en c y   v i v er t i ca l   an d   h o ri z o n t al   s l o t s .   T h en h an ceme n t   i s   real i ze d   b y   et c h i n g   h o r i zo n t a l   an d   v er t i ca l   s l o t s   o n   t h ra d i a t i o n   e l emen t .   T h i s   s t u d y   a l s o   p res e n t s   n o v el   h al f - w i d t h   mi cr o s t r i p   l ea k y   w av an t en n (L W A ).   T h a n t e n n i s   ma d u p   o t h fo l l o w i n g   b a s i s t r u ct u re s   g ro u p s   v er t i c al   a n d   h o r i zo n t a l   s l o t s .   T h reac t an ce   p r o fi l at   t h mi cr o s t ri p ’s   free  ed g a n d   t h u s   t h ma i n   b eam  d i rect i o n   i s   ch an g ed   o n ce  t h c o n t ro l - ce l l   s t a t es   ar c h an g ed .   T h rad i at i o n   p a t t er n   d i rec t i o n   c h an g es   b y   s w eep i n g   t h e   o p erat i n g   freq u en c y   b et w een   4   G H t o   6   G H z. T h mai n   b eam  may   b d i r ect ed   b y   t h a n t e n n a   b et w een   1 5 o   an d   5 5 o .   b a n d   ach i ev e d   t h mea s u re d   p e a k   g a i n   o t h a n t e n n a   o 1 0   d Bi   at   4 . 3   G H b eam  s ca n n i n g   ran g e.   K e y w o r d s :   B e a s tee r ing    HW - L W a r r a y   L W   R a diation  pa tt e r   S lot s   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din A u th or :   M owa f a k   K.   M ohs e n,   Unive r s it of   Ke r ba la ,   Ka r ba la,   I r a q.   E mail:   s a a r i@ut e m. e du . my       1.   I NT RODU C T I ON   S ince   the  p r opos a of   mi c r os tr ip   L W As   ( M L W As )   in  1978 ,   c ons ider a ble  int e r e s in   it s   r e s e a r c f oll owe d   [1 - 9] .   W ir e les s   wa ve s   with  dif f e r e nt  f r e que nc ies   ha ve   dif f e r e nt  c ha r a c ter is ti c s   that  c ould   be   mor e   s ui table   f or   a   c e r tain  type   of   wir e les s   de vice   [ 10 - 12] .   Due   to  their   la r ge   ba ndwidth,   a bil it y   to   int e gr a te  e a s il with  mi c r owa ve   a nd   mi ll im e t r e - wa ve   c ir c uit s ,   plana r   low - pr of il e   c onf igu r a ti on,   inher e nt   be a m - s c a n ning  a bil it ies   with  f r e que nc a nd  na r r ow  be a [ 13 14] ,   mi c r os tr ip  L W As   c onti nue   to  be   a   popular   c hoice .     T he   e qua ti on  s in −1 ( β /k o )   gives   the  main  be a m’ s   dir e c ti on  ( θ)   a s   mea s ur e f r om  the  bor e s ight   of   a   L W A,   in  whic k o   r e f e r s   to   the   f r e e - s pa c e   wa ve number   while  β   r e f e r s   to   the   pha s e   c ons tant.   I n   r e lation   to   thi s ,     the  dir e c ti on  that   li e s   a 90  de g r e e s   to  the  plane   o f   th e   a ntenna   is   the  bor e s ight .   T he   main   be a dir e c ti on   c ha nge s   a s   the  va lue  o f   ( β /k o )   f luctua tes   with   f r e que nc y.   Us ua ll y,   wir e les s   c omm unica ti o n   s ys tems   f unc ti on  in   pr e de f ined  f r e que nc ba nd  a lt hough   the  L W As   s c a the  be a via   s we e ping  the  ope r a ti ng   f r e que nc y.   M uc r e s e a r c h   a c ti vit ies   ha ve   tar ge ted  the  topi c   of   be a s tee r ing  by  c ha nging   the  ope r a ti ng  f r e que nc s uc a s .   How e ve r ,   a   huge   numbe r   o f   a ppli c a ti ons   uti li z e f ixed  f r e que nc while   be a s c a nning.   T he r e f or e ,   ther e   is     a   lac of   s tudy   to  pr ov ide  f ixed   f r e que nc y be a m   s t e e r ing  ba s e on  a HW M L W A.     As   s uc h,   be a s c a nning  a a   f ixed  f r e que nc be c omes   the  de s ir e f unc ti on.   S e ve r a L W As   ha ve   be e n   b uil f o r   the   pur pos e   of   f ixed - f r e que nc s c a nning,   whic include s   a   mu lt it e r mi na l   M L W [ 15] ,   F a b r y - P e r ot  L W A,   c ompos it e   lef t/ r ight - ha nde ( C R L H)   L W [ 16] ,   a nd  ha l f - width  M L W As   [ 17] .   S ince   ther e   is   a   s tr ong  a tt a c hment  of   e lec tr ic  f ield  be twe e the  gr ound  pl a ne   a nd  mi c r os tr ip,   the  f unda menta mode  of   a   m icr os tr ip  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   1 8 ,   No .   3 J une   2020:    12 3 7   -   124 2   1238   li ne   ne ve r   r a diate s .   L e a ky  wa ve s   a r e   r a diate by  s ome  higher - or de r   modes .   An  e lec tr ic  f ield - null   make s   up    the  f ir s highe r - or de r   mode  a nd   a   pha s e   r e ve r s a a l ong  the  c e nter   o f   the   mi c r os tr ip.   C ons ider a ti ons   of   the  f i r s higher - or de r   mode’ s   pr ope r ti e s   led  to  the  de s ign  of   a   M L W in  whi c the  c e nter   of   the  mi c r os tr ip  is   f ixed  with  a   s hor ti ng   wa ll .   T his   c a us e s   the   mi c r os tr ip   li ne s   width  to   be   r e duc e d   by   ha lf .   S uc h   a ntenna   is   a ls o   t e r med  a s   ha lf - width  ( HW )   mi c r os tr ip  L W ( HW - M L W A)   [ 18] .   T he   r e qui r e ment  of   not   e xc it ing  a nyth ing  e ls e   a p a r f r om  the  f i r s higher   or de r   mode   c ompl ica tes     the  f e e ding  pr oc e s s   of   a   tr a dit ional  mi c r os tr ip   L W A.   B e ne a th  the  mi c r os tr ip,   the  e lec tr ic   f ield s   nor mal  c omponent  is   the  mode’ s   pe c uli a r   a s pe c t.   As   s uc h,   e xc it a ti on  c a only  be   a c hieve by  uti li z ing  two  of f s e f e e ds   that  a r e   dr iven  180  out  of   pha s e .   Via s   that  c onne c a   ha lf - width  li ne   with  one   e dge   to  the  plane   of   th e   gr ound  a nd  ha ving  a   s ingl e   o f f s e f e e wa s   r e c e ntl s ugge s ted  by  Z e li ns ki  e t   a l.   T his   a r r a nge ment  c r e a tes   a n   e lec tr ic   wa ll   a a   loca ti on  in   whic h   f ull - width  a ntenna s   e l e c tr ic  f ield   be c omes   z e r o.   I n   a ddit ion  to  uti li z ing  a   s im pler   f e e s ys tem,   thi s   im pleme ntation  be ne f i ts   by   ha ving  only   one   r a diating  e dge .   L umpe c a pa c it or s   c ould  be   c ombi ne to  s uc s ingl e   e dg e   a s   s ugge s ted  by  L a h e ur te  a nd  L uxe y,   in  or de r   to  give  the  r e quir e r e a c tanc e   to  potentially  a lt e r   the   main  be a m’ s   d ir e c ti on  towa r ds   a ny  a ngle  f r om  b r oa ds ide  to  e ndf i r e .     T his   pa pe r   pr ovides   a n   ins ight   int o   the   de ve lopm e nt  of   a   method   that   a ll ows   a   M L W As   to  r e a c be a m   s c a nning  a nd  a ls s ugge s ti ons   on  a   nove HW - M L W c onf igur a ti on   be c a us e   t he   hi gh - ga i a n d   t he   hi ghl y   di re c t i ona l   a nt e nna   a t   t he   t ra ns m i t t e (T X a nd   t he   re c e i ve ( RX re i nfo rc e s   t he   s ui t a bi l i t o f   w i re l e s s   c om m uni c a t i ons .   Us e d   two   gr oup   of   s lot s   ve r ti c a a nd  hor izonta l   in   or de r   to  c a n   c ontr ol   r a diation   pa tt e r by   s we e ping  the  ope r a ti on  f r e que nc y.   T his   ne w   de s ign  is   s ui table   f or   C   ba nd  a ppli c a ti on   in  r a da r   s ys tem.         2.   AN T E NN CONF I GURA T I ON   T he   s tr uc tur e   pr opos e is   a   modi f ied   one   e leme nts   of   ha lf   width   mi c r os tr ip   lea ky   wa ve   a ntenna   with   24   pe r iodi c   c ontr ol  uni s lot   c e ll s   in  e leme nt  a s   s hown  in  F ig ur e   1   ( a ) .   T he   p r opos e a ntenna   of   h a lf   width  mi c r os tr ip  lea ky  wa ve   a ntenna   ( HW - M L W A )   is   de s igned  on  R og e r s   R T 5880  s ubs tr a te  with  ε r   =   2. 2,   a nd     tanδ   =   0 . 0009.   L e ngth  ( L ) ,   width  ( W ) ,   a nd  he ight   ( h)   of   the  s ubs tr a te  is   2 50   mm   ( 3. 3347λ o ) ,   100   mm   ( 1. 33 λ o ) ,   a nd  1. 575   mm ,   r e s pe c ti ve ly,   whe r e   λ o   de notes   the  f r e e - s pa c e   wa v e length  that  is   c a lcula ted  a 4   GH z .   L e ngth  a nd  width  of   the  gr ound   plane   ha s   the  s a me  r e s pe c ti ve   dim e ns ions   of   the  s ubs tr a te.   T he   length  ( l p )   a nd     the  width  ( w p )   of   mi c r os tr ip   li ne   is   222   mm   ( 3. 108λ o )   a nd   12   mm   ( 0 . 168λ o ) ,   r e s pe c ti ve ly.   T he   pr opos e   HW - M L W a r r a is   f e f r om   one   e nd   of   the   r a dia ti on  e leme nt   us ing  a   s tanda r S M A   f e e a nd   the   o uter   f r e e   c or ne r   of   e a c br a nc is   s hor ted  to   the  gr ound  plan e   by  a   via  to  a void  r e f lec ti on  a nd  to  a c hieve   good  i mpeda nc e   matc hing  a s   de mons tr a ted  in  F ig u r e   1   ( b) .     Dimens ions   of   the   f e e d   li ne   a r e   opti mi z e a c c o r ding  to   s ome  pa r a metr ic   s tudi e s .   T he   opti mum   pa r a mete r   va lues   f or   the  length  l p   a nd  l p1   a r e   4   m a nd   6. 32   mm ,   r e s pe c ti ve ly.   T he   width  o f   the  f e e w f1   a r e   7. 6   mm .   One   e dge   of   m icr os tr ip   li ne   is   c onne c ted  to  the   gr ound   us ing   a   vias   a r r a y,   whic h   is   pl a c e a long  the   e dge   of   mi c r os tr ip   li ne .   M a jor   pu r pos e   of   the   vi a s   a r r a is   to  a void   the  p r opa ga ti on  of   the  f und a menta tr a ns ve r s a e lec tr omagne ti c   ( T E M )   wa ve   a nd   to   s uppor the   pr opa ga ti on   of   f ir s t   higher - or de r   mode  th r ough  the   s tr uc tur e   [ 19] .   T he   pr opos e d   a ntenna   to  s hor ten  the  e dge   of   e a c e leme nt  a r e   us e 60  via s .   T h e   de s ign   c onf igur a ti ons   of   thes e   s tr uc tur e s   ha ve   be e p r e s e nted  in.   T he   meta ll ize diame ter   ( D )   a nd  dis tanc e   ( P )   be twe e n   the  two  a djac e nt  vias   c a be   c a lcula ted  us ing  the   f oll owing  e qua ti ons ,   that   s e the  de s ign  r ules   [ 20] .     5 . 0 , 2 . 0 P D D o                 ( 2)     T he   dis tanc e   ( P )   be twe e the  two  vias   is   1 . m m,   a nd  the  va lue   of   the  diame ter   ( D )   of   e a c via  is     0. mm .   T he   a ppr opr iate   hor izonta l   s lot   ( S 1 a nd  the  ve r ti c a s lot   ( S 2 )   c ont r ol  c e ll   a r e   3 . 2   mm   a nd  8. 5   mm ,   r e s pe c ti ve ly ,   a s   s hown  in  F ig u r e   1   ( c ) .   T he s e   s lot s   a r e   r e quir e to  f o r c e   the  wa ve   towa r the   mi c r os tr ip  e dge s   a nd  im pr ove   matc hing   im pe da nc e   [ 21 ] .   T he   c onc e pt  of   c a s c a ding  mul ti ple   type   of   s lot s   unit   c e ll s   t c r e a te    lar ge r   c e ll   ha s   be e n   pr e vious ly  s tudi e d   by  [ 22]   f or   nonr e c onf igur a ble  s tr uc tu r e s .   M a jor   dr a wba c in   that   a ppr oa c is   that   thi s   de s ign  s ys tem  is   nonr e c onf igu r a ble,   whic h   mea ns   lar ge   c e ll s   c a nnot  be   ope r a ted  f or   other   c onf igur a ti ons   a f ter   f a br ica ti on.   I n   thi s   pa pe r ,   the  id e a   of   a   hor izonta a nd  ve r ti c a l   s lot s   is   pr e s e nted.   T h e   de s ign  a ll ows   to  dyna mi c a ll c ha nge   the  c ha r a c ter is ti c s   a nd  s ize   of   the  la r ge - c e ll .   T he   mi c r os tr ip   li ne   c ontains   ( 24 e qua ll s pa c e unit   c ontr ol  c e ll s   o f   e a c e leme nt  w it a   s pa c e   s e pa r a ti on  be twe e c e ll s   ( g 1 )   o f   4 . 6   mm .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         R adiat ion  be am  s c anning  for   leak y   w av e   antenna  by   us ing  s lot s   ( J .   S .   K as im )   1239     ( a )         ( b)   ( c )     F ig ur e   1.   R e c onf igur a ble  S I W   a ntenna ( a )   top   vie w,   ( b )   mi c r os tr ip  f e e d   li ne ,   ( c )   c ontr ol  un it   s lot   c e ll       3.   RE S UL T S   &   DI S CU S S I ON   T he   unit   c e ll   s lot s   that  a r e   u ti li z e f o r   thi s   tes a r e   t a ke a s   the  be s a ntenna   a nd  the  s lot   in  mi c r os tr ip   pa tch  is   r e pr e s e nted  by   c a pa c it a nc e .   E xtr a   c ontr ol   o ve r   thi s   r e a c ti on  p r of il e   is   a tt r ibut e to   ha ving   thes e   c ontr ol   c e ll s   in  the  mi c r os tr ip’ s   f r e e - e dge .   C S T   M icr owa ve   S tudi wa s   put  in to  c ons ider a ti on  f o r   the  de ve lop ment  a nd  s tudy  of   the   pr opos e a ntenna .   L owe r   c a pa c it a nc e   c a us e s   a   main   be a that  l ies   a t   a   g r e a ter   d is tanc e   f r om   br oa ds ide  while  the   higher   c a pa c it a nc e   c a us e s   the  main  be a m   to   li e   ne a r e r   to  the  b r oa ds ide .T he   ga in  de c r e a s e s   whe the  be a is   ne a r   the  e nd  f ir e   be c a us e   of   the  poor   r a diation  in  the  e nd  f ir e .   T he   r a diation  powe r   is   de pe nde nt  on  the   HW M L W length  lp   a nd  lea ka ge   r a te  ( α ) .   As   obs e r ve in  F igur e   2,   the   lea ky  wa ve   pr opa ga ti on  ha s   a e xpone nti a f unc t ion   whe the   be a s c a nning  is   f r om  the  br oa ds ide  towa r ds   e nd  f ir e .           F igur e   2.   P r opa ga ti on   of   lea ky  wa ve   in   HW - M L W A       I c ompar is on  to   the  e f f e c ti ve   c a pa c it a nc e   withou pa tche s ,   the  longe r   pa tche s   br ing   out  a   r e duc e e f f e c ti ve   c a pa c it a nc e   be twe e the  r a diating   e dge   a nd  gr ound.   T hus ,   s lot s   c a us e   the  di r e c ti on  o f   the   m a in  be a to  be   moved  towa r ds   the  e ndf ir e .   Alter a ti ons   to   t he   s lot s   c onf igur a ti on  f or   a   given  pa tch  length  c a f ur ther   c a us e s   c h a nge s   to  the  main  be a m’ s   dir e c ti on.   T he   s we e ping  f r e que nc y   c a s e s   a nd  c or r e s ponding  dir e c ti on  of   main  be a ms   a 4   to   GH z .   T he   r e tur n   los s   of   the   p r opos e a ntenna   ge it   wide ba nd  a nd   wid e   s c a nning  r a nge ,   a s   s hown  in  F igur e   3 .   T he s how   that  f or   thes e   s w e e ping  f r e que nc y   c a s e ,   the   a ntenna   is   highl y   c oor d inate a 5 GH z .   C ompar e to   the   c a pa c it a nc e   of   the  s lot s ,   t he   c a pa c it a nc e   be twe e the  gr ound   plane   a nd  f r e e   e dge   of   the  mi c r os tr ip  l ine  is   gr e a ter   than  a 5   GH z .   T he   a dmi tt a nc e   pr of il e   a the  mi c r os tr ip  li ne s   r a diating   e dge   is   a lt e r e by  the  c ha nge   o f   ope r a ti ng   f r e que nc y ,   a nd  t hus   c a us ing  a lt e r a ti ons   to  the  e f f e c ti ve   β   of   the  s tr u c tur e .     F ig ur e   4   s hows   the  r a diation   pa tt e r n   f o r   the  f ive   dis t inct  ope r a ti ng   f r e que nc y   s e tt ings .   I t   is   obs e r va ble   that  f o r   s tate   1   whe n   ope r a ti on   f r e que nc is   4. 3G Hz   the   main   be a di r e c ti on   c ombi ne   towa r ds   ( 1 5 o )   ne a r   of   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   1 8 ,   No .   3 J une   2020:    12 3 7   -   124 2   1240   br oa ds ide.   F or   s tate   whe n   the   ope r a ti ng   f r e que nc is   5 . 5   GHz   the   main   be a ms   a r e   dir e c ted  towa r ds   ( 55 o )   ne a r   of   the  e nd f ir e .   T he   ga in  de c r e a s e s   whe the  be a is   ne a r   the  e nd   f ir e   be c a us e   of   the  poo r   r a diation  i the  e nd   f ir e .   T he   r a diation  e f f icie nc of   the  p r opos e de s ign  de c r e a s e s   gr a dua ll whe the  main  be a dir e c ti on  be c omes   c los e r   to  the  e ndf ir e   a nd  is   high   ne a r   b r oa ds ide.   T he   pr opos e HW M L W wa s   tes ted  u s ing  the  C S T   M icr owa ve   S tudi o .   T he   s c a nning  r a nge   of     HW M L W is   r e a li z e by  ve r ti c a a nd   hor izont a s lot s   on  the  the  r a diation  e leme nt .   T he   e tching   s lot s   in    the  r a diation  pa r t   did  not   incr e a s e   the  s ize   of   the  a n tenna ,   a nd  the  r a diation  pa tt e r n   ha a   s mall  e f f e c t.   T he   s lot s   tec hnique  on  the  r a diation   e leme nts   led  to   a incr e a s e   in  the  ba ndwidth,   whe r e a s   the   e tching  of   ve r t ica s lot s   c los e   to  the  matc hing  load  is   us e to   incr e a s e   the  c ur r e nt  s ur f a c e   f ield  in   the  e nti r e   a nd  to  matc h   the  i mpeda nc e   f or   pr opos e a ntenna .   T he   s ha pe   of   the   s lot   on   the   r a diation  e leme nt   is   ve r y   c r it ica l.   T he   p r opos e de s ign  us e d   a   ve r ti c a a nd  hor izonta s lot   to   incr e a s e   the  ba ndwidth  with  good  matc hing  im pe da nc e   a nd  de c r e a s e   the  c r os s   polar iza ti on  of   the  a ntenna .       F r e q u e n c y (G H z ) 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 S 11 (d B) -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5   -18 0 -15 0 -12 0 -90 -60 -30 0 30 60 90 120 150 -4 0 4 8 -4 0 4 8 -4 0 4 8 -4 0 4 8 f =   4 . 3   G H z f =   4 . 5   G H z f =   4 . 7   G H z f =   5   G H z f =   5 . 5   G H z     F igur e   3.   R e tur los s   f o r   p r opos e HW - M L W without   hor izonta l   a nd  ve r ti c a s lot s     F igur e   4.   R a diation  pa tt e r ns   (x - z - plane )   of   the  pr opos e HW M L W ( P hi   =   0)       T he   VSWR   is   the   r a ti o   be twe e the  maximum   R F   volt a ge s   to  a   mi nim u a long   the  t r a ns mi s s ion  li ne .   T he   s tanding  wa ve   is   the   c ompanion  o f   the  o r igi na s ignal  pr opa ga ted   in   the  a ntenna   a nd  r e f lec ted  wa ve .     T he   r a ti o   be twe e thes e   wa ve s   is   known   a s   the  vo lt a ge   s tanding  wa ve   r a ti o   ( VSWR ) .   T his   pa r a mete r   is   us e d   to  mea s ur e   the   c ha r a c ter is ti c   im pe da nc e   of   the   t r a ns mi s s ion  li ne   a nd   matc he s   the   ter mi na l   im pe da nc e   of     the  pr opos e a ntenna .   I is   a ls us e to   de s c r ibe  th e   pe r f or manc e   of   the   pr opos e a ntenna   with   a   t r a ns mi s s ion   li ne .   F igur e   5   s hows   that  the   VSWR   is     2 ,   whic mea ns   the  pr opos e a ntenna   ha s   good   matc hing   im pe da nc e .     T he   volt a ge   s tanding  wa ve   r a ti ( VSWR )   indi c a te s   the  im pe da nc e   matc hing  of   a ntenna .   T he   va lue   o f   VSWR   s hould  li e   be twe e a nd  2 .     T he   main   be a m   f o r   the  p r opos e a ntenna   c a n   s c a b c ha nging   it s   ope r a t ing  f r e que nc y,   whe n   a   c ha nge   in  the  ope r a ti ng   f r e que nc r e s ult s   in  a   c ha nge   in  the   va lue  of   β /k o   then   the  main   be a dir e c ti on   c ha nge s .   Va r ious   s tudi e s   ha ve   e xplor e L W As   be a s c a nning  by  c ha nging  the  ope r a ti on   f r e que nc y.   Although   mos of   thes e   s tudi e s   ha ve   f oc us e on  be a s c a nning,   f e s tudi e s   ha ve   f oc us e on  incr e a s ing  the  ba ndwidth  lea to  obtaining  wide   r a nge   be a s c a nning.   T he   bounda r ba ndwidth  o f   the  pr opos e a ntenna   is   4. GH z   to  6. GH z .   W he the  ope r a ti on  f r e que nc be twe e thi s   ba nd   a nd  the   main  be a dir e c ti on   is   c ha nge d,   s uc a s   whe the  e leva ti on  a ngle  of   the   main   be a is   + 15 o   a t   4 . 3   GH z   a nd   th e   main   be a di r e c ti on   is   + 55 o   a 5 . 5   GH z ,   the   mai lobe   is   s c a nne be twe e the  br oa ds ides   towa r ds   e ndf ir e   d i r e c ti on.   T he   r e a li z e ga in  is   de c r e a s e whe the  be a s c a n   is   c los e   to  e ndf ir e   be c a us e   of   the  poor   r a diation   e f f icie nc in  e ndf ir e .     As   the  be a point s   ge ne a r e r   to   the  f o r e s ig ht,   the  e f f icie nc o f   a   M L W A’ s   r a diation  is   high.     T he   r a diation  e f f icie nc lowe r s   a s   the  be a move  towa r ds   the  e ndf ir e   [ 23 - 25] .   C onve r s e ly,   a s   the  be a s c a ns   the  s a me  r a nge   a 4 . GH z ,   the  r e c onf igur a ble  H W - M L W A’ s   r a diation  e f f icie nc lowe r s   by   only  4 . 4% -   f r o m   94. 6%   to   90. 2% .   As   the  a ntenna   is   pr ope r ly   s im il a r   f or   a ll   the  s e lec ted  ope r a ti on  f r e que nc y   s tate s ,     the  r e c onf igur a ble  a ntenna s   tot a e f f icie nc a lm os matc he s   a ll   thos e   s tate s   r a diation  e f f icie nc y.   I n   bo th  f or ms   of   L W A’ s ,   whe the  be a m   is   s tee r e towa r ds   the   dir e c ti on   o f   e nd - f ir e ,   the   lowe r ing   of   r a diation   e f f icie nc c ompens a tes   f or   the  r is e   in  di r e c ti vit y.   I thi s   c a s e ,   withi the  c ontext   of   a   pr ope r   L W de s ign,   p r odu c ti on  by  thi s   ga in  va r iation  may  be   lowe r   than  the   indus tr ial   s tanda r 3dB   li mi t .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         R adiat ion  be am  s c anning  for   leak y   w av e   antenna  by   us ing  s lot s   ( J .   S .   K as im )   1241   T his   is   the  main  pr oblem  with  a   pe r iod ic  HW - M L W A1  that  is   de s igned  not  us ing  a ny  s lot s .   T his   is   be c a us e   the  r a diation  f r om   the  mi c r os tr ip  l ine  is   p olar ize in  the  x - dir e c ti on  whe r e a s   r a diation  f r om   the  f r e e   e dge   of   uni f or m   HW - M L W A1  is   polar ize in  th e   y - dir e c ti on.   S o ,   a n   e f f e c ti ve   wa y   is   ne c e s s a r to  r e duc e     the  c r os s - polar iza ti on  while  maintaining  the  dis ta nc e   be twe e s lot s .   F igur e   s hows   the  c r os s   polar i z a ti on  of   pr opos e HW M L W A. I c a be   obs e r ve that  the  c r os s polar iza ti on  incr e a s e s   whe the  main  be a moves   to  f or wa r di r e c ti on,   f r o lowe r   f r e que nc ies   to  the  hi ghe r   f r e que nc ies .   I is   obs e r ve in   the  pr e vious   de s ign  that   the  c r os s - polar iza ti on  incr e a s e s   s igni f ica ntl wh e the   be a s c a ns   c los e   to   e ndf ir e   a nd   be yond  it   int o     the  f or wa r d   dir e c ti on.         F r e q u e n c y (G H z ) 4 . 0 4 . 5 5 . 0 5 . 5 6 . 0 6 . 5 7 . 0 V S W R 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2 . 0   M ai n   Be am   D i r e c ti on   (D e gr e e ) -150 -100 -50 0 50 100 150 C r os s -P ol ai z at i on  (d B) -40 -30 -20 -10 0 U n i f or m  H W - M L W A  W i t h ou t  S l ot s U n i f or m  H W - M L W A  W i t h  S l ot s     F igur e   5.   VSWA   f or   the  pr opos e uni f or   HW M L W A     F igur e   6.   C r os s - polar iza ti on  leve of   p r opos e unif or HW - M L W with  ve r ti c a a nd  hor izonta l   s lot s       4.   CONC L USI ON     ne de s ign   to  c ont r ol   the  r a diations   of   pe r iodi c   HW - M L W A s   a a   wide ba nd   r a nge   s c a nning ,   us ing   us ing  two  type   of   ve r ti c a l   a nd  ho r izonta s lot s ,   is   p r e s e nted  in  the   a r ti c le.   T he   pr opos e a ntenna   ha s   g e ne r a ll high  r a diation   e c ienc y,   a nd  the   main   be a c a s c a c onti nuous ly  in  a   f or wa r d   dir e c ti on   by  c ha ng ing  only   the  ope r a ti ng  f r e que nc y .   T he   one   of   e dge   a ntenna   is   c onne c ted  with  gr ound  plane   by  us ing  vias   c o nne c tor whic a r e   unif or ha l f   width   mi c tos tr ip   lea ky   wa ve   a ntenna ,   a nd   thi s   s lot s   ha s   be e n   us e to   incr e a s   the  s c a nning  r a ng   o f   the  p r opos e a ntenna .   T his   de s ign  he lps   us   to   a c hieve   be a s c a nning   while   ther e   is   with   c ha nge   the  ope r a ti ng  f r e que nc y.   W e   ha ve   de ve loped  a   mul ti - s tate   of   r a nge   f r e que nc y   a pp r oa c to  a n a lys e s   of   thi s   a ppr oa c f or   the  r a da r   s ys tem .   O ur   c ur r e nt  me thodol ogy  is   he lpf ul   f or   the   de s ign  a nd   a na lys is   of   unif or m   HW - M L W A   s tr uc tur e   s ys tema ti c a ll y.   T he   s c a nning  r a nge   o f   the   de s igned  a ntenna   is   4 0 o   be twe e t GH z   while  the  pe a ga in  a t   5   GH z   is   10   dB be a m   s c a nning  r a nge   is   r e a li z e in  C   ba nd   a ppli c a ti ons .       RE F E RE NC E S     [1 ]   Mo h s en   M K . ,   Is M S M . ,   Z ak ari Z . ,   Is A A M . ,   A b d u l h am eed   M K. ,   " E l ect r o n i cal l y   co n t r o l l ed   ra d i a t i o n   p at t ern   l ea k y   w av a n t e n n arra y   fo (C  b a n d a p p l i ca t i o n ,"   TE LKO M NIKA   Te l eco m m u n i ca t i o n   C o m p u t i n g   E l ec t r o n i cs   a n d   C o n t r o l ,   v o l .   1 7 ,   n o .   2 ,   p p .   5 7 3 - 5 7 9 2 0 1 9 .     [2 ]   E l   H amrao u i   A . ,   A b d el m o u n i E H . ,   Z b i t o u   J . ,   E l a b d e l l a o u i   L . ,   Ben n i s   H . ,   L at rach   M. ,   " A   N ew   Co mp act     CPW - Fed   D u al - Ba n d   U n i p l an ar  A n t en n fo RFI D   A p p l i cat i o n s ,"   2 0 1 6   5 t h   In t er n a t i o n a l   Co n f e r en c o n   M u l t i m e d i a   Co m p u t i n g   a n d   S ys t em s   (ICM CS ) ,   2 0 1 6   [3 ]   Mo h s en   M K . ,   I s M S M . ,   Rah man   T A . ,   A b d u l h ame ed   M K . ,   Is A A M . ,   Saat   M S I M Z S. ,   " N o v el   D e s i g n   an d   Imp l emen t at i o n   o MIMO   A n t e n n f o L T E   A p p l i c at i o n ,"   J o u r n a l   Tel ec o m m u n i c a t i o n   E l ect r o n i c s   Co m p u t ing   E n g i n eer i n g ,   v o l .   10 ,   n o .   2 ,   p p .   43 - 49 ,   2 0 1 8 .   [4 ]   Mo h s en   M K . ,   Is M S M . ,   Is A A M . ,   A b d u l h amee d   M K. ,   " E n h an ceme n t   o b o re s i g h t   rad i at i o n   fo l eak y   w av an t e n n arra y ,"   TE LKO M NIK A   Tel eco m m u n i c a t i o n   Co m p u t i n g   E l ect r o n i c s   a n d   C o n t r o l v o l .   17 ,   n o .   5   p p .   2 1 7 9 - 2 1 8 5 2 0 1 9 .   [5 ]   A t t i a h   M L . ,   Is A A M . ,   Z ak ari Z . ,   A b d u l h ameed   M K . ,   Mo h s en   M K . ,   A l i   I. ,   " A   s u rv ey   o mmW a v u s er  as s o ci a t i o n   mech an i s m s   an d   s p ect r u s h ar i n g   ap p ro ach es :   an   o v er v i e w ,   o p en   i s s u es   an d   ch al l en g es ,   fu t u re  res e arch   t ren d s ,"   W i r el   Net w o r k s ,   2 0 1 9 .   d o i : 1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 2 7 6 - 0 1 9 - 0 1 9 7 6 - x   [6 ]   A b d u l h amee d   M K . ,   Is a   M S M . ,   Ib rah i I M . ,   Z i n   M S I M . ,   Z ak ari Z . ,   Mo h s i n   M K. ,   " Rev i ew   o Ra d i at i o n   Pat t er n   Co n t r o l   Ch arac t eri s t i cs   fo T h Mi cro s t r i p   A n t e n n Bas ed   O n   E l ec t ro ma g n e t i Ban d   G ap   E BG   ) , "   Jo u r n a l   o f   Tel ec o m m u n i c a t i o n ,   E l ec t r o n i a n d   Co m p u t e r   E n g i n e er i n g ,   v o l .   10 ,   p p .   1 2 9 - 1 4 0 ,   2 0 1 8 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                              I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   1 8 ,   No .   3 J une   2020:    12 3 7   -   124 2   1242   [7 ]   Mo h s en   M K . ,   I s M S M . ,   Is A A M . ,   Z ak ari Z . A b d u l h amee d   M K. ,   " Co n t ro l   Ra d i a t i o n   Pa t t er n   fo H al W i d t h   Mi cro s t ri p   L eak y   W av A n t e n n b y   u s i n g   PIN   D i o d es ,"   In t   E l ect r   Co m p u t   E n g . ,   v o l .   8 ,   n o .   5   p p .   2 9 5 9 - 2 9 6 6 2 0 1 8   [8 ]   Mo h s en   M K . ,   Is M S M . ,   Is A A M . ,   et   al . ,   " T h Fu n d amen t al   o L eak y   W a v A n t en n a ,"   J .   Tel eco m m u n   E l ec t r o n   Co m p u t   E n g . ,   v o l .   10 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 9 - 1 2 7 2 0 1 8 .   [9 ]   A t t i a h   M L . ,   Is A A M . ,   Z ak ari Z . ,   A b d u l h amee d   M K . ,   Mo h s e n   M K . ,   D i n ar  A M. ,   " In d ep e n d e n ce  an d   Fai r n es s   A n a l y s i s   o 5 G   mmW av O p era t o r s   U t i l i zi n g   S p ect r u Sh ari n g   A p p r o ach ,"   v o l .   2 0 1 9 ,   p p .   1 - 1 2 ,   2 0 1 9 .   [1 0 ]   A s t an e h   A A . ,   G h ei s ari   S. ,   " Rev i ew   an d   Co mp ar i s o n   o f   Ro u t i n g   Met r i cs   i n   Co g n i t i v Rad i o   N et w o r k s ,"   E m e r g   S ci   J . ,   v o l .   2 ,   n o .   4 ,   p p .   1 9 1 - 2 0 1 2 0 1 8   [1 1 ]   K h a k p o u M . ,   D ag h i g h i   Mas o u l G . ,   A mi rn ej a d   Mo j d e h i   M. ,   " T h Imp act   o Co n t e x t - Ba s ed   Ca p ab i l i t i es   o n   t h T y p e   o Co mmu n i ca t i o n   o Sp aces ,"   Ci E n g   J . ,   v o l .   4 ,   n o .   6 p p .   1 4 1 5 - 1 4 2 5 2 0 1 8   [1 2 ]   A h ma d i   S . ,   A zh ar i   S J. ,   " A   N o v el   Fu l l y   D i fferen t i a l   Se co n d   G en erat i o n   C u rren t   Co n v e y o a n d   It s   A p p l i ca t i o n   as   V ery   H i g h   CM RR  In s t ru me n t a t i o n   A mp l i f i er ,"   E m er g   S ci   J . ,   v o l .   2 ,   n o .   2 ,   p p .   8 5 - 9 2 ,   2 0 1 8   [1 3 ]   Mo h s en   M K . ,   Is M .   s aari   B M . ,   I s A B A M . ,   A b d u l h ameed   M K . ,   A t t i ah   M L . ,   A l s h araa   B. ,   " N o v el   an d   act i v t ech n i q u fo c o n t ro l l i n g   t h rad i at i o n   p a t t er n   o t h h a l f - w i d t h   mi cr o s t ri p   l ea k y   w a v an t e n n array ,"     A E U   -   In t   E l ect r o n   Co m m u n ,   v o l .   1 1 0 2 0 1 9 .   [1 4 ]   Mo h s en   M K . ,   Is M S .   ari   B M . ,   Is A B A M . ,   A b d u l h ameed   M K . ,   A t t i ah   M .   . L . ,   D i n ar  A M. ,   " D es i g n   fo rad i a t i o n   b r o ad s i d d i rect i o n   u s i n g   h al f - w i d t h   mi cr o s t ri p   l eak y - w av a n t e n n array ,"   A E U   -   In t   E l ect r o n   Co m m u n . v o l .   1 1 0 ,   2 0 1 9 .   [1 5 ]   L ei   L i u   C C .   an d   T .   l t o h ,   " D o m i n an t   mo d l eak y - w av an t e n n w i t h   b ack f i re - to - en d fi re  s can n i n g   ca p ab i l i t y ,"   E l ec t r o n   Let t . ,   v o l .   38 ,   n o .   23 ,   p p .   1 4 1 4 - 1 4 1 6 2 0 0 2 .   [1 6 ]   L i S . ,   Cal o C . ,   It o h   T . ,   " E l ect r o n i cal l y   s can n ed   c o mp o s i t ri g h t / l ef t   h a n d e d   mi cr o s t ri p   l ea k y - w av an t e n n a ,"   IE E E   M i c r o W i r e l   Co m p o n e n t s   Let t . ,   v o l .   14 ,   n o .   6 ,   p p .   2 7 7 - 279 2 0 0 4   [1 7 ]   K armo k ar  D K . ,   E s s e l l K P. ,   " Peri o d i U - Sl o t - L o a d e d   D u al - Ba n d   H al f - Wi d t h   Mi cr o s t ri p   L eak y - W av A n t e n n a s   fo Fo rw ar d   an d   Back w ar d   Beam  Scan n i n g ,"   IE E E   Tr a n s   A n t en n a s   P r o p a g v o l .   63 ,   n o .   12 ,   p p .   5 3 7 2 - 5 3 8 1 ,   2 0 1 5   [1 8 ]   G.   M.   Z el i n s k i ,   G .   A .   T h i el e,   M.   L .   H as t r i t er  M J H .   an d   A J T A. ,   " H al w i d t h   l eak y   w a v an t en n as ,"   IE M i c r o w a ves   A n t e n n a s   P r o p a g a t i o n v o l .   1 ,   n o .   2 ,   p p .   3 4 1 - 3 4 8 ,   2 0 0 7 .   [1 9 ]   Mo h s en   M K . ,   Is M S M . ,   Is A A M . ,   A b d u l h ameed   M K . ,   A t t i ah   M L . ,   D i n ar  A M. ,   " E n h an cemen t   b an d w i d t h   o h al w i d t h - mi cr o s t ri p   l eak y   w av an t en n u s i n g   ci rcu l ar  s l o t s ,"   P r o g   E l ec t r o m a g n   R es   C . ,   v o l .   94 ,   p p .   59 - 74 ,   2 0 1 9   [2 0 ]   Mo h s en   M K . ,   Memb er  S . ,   Is M S M . ,   et   a l . ,   " A ch i e v i n g   Fi x ed - Fre q u e n cy   Beam  Sca n n i n g   w i t h   Mi cr o s t ri p   L eak y     W av A n t en n U s i n g   D o u b l G ap s   Ca p aci t o T ech n i q u e , "   IE E E   A n t e n n a s   W i r el   P r o p a g   Let t 2 0 1 9 .   [2 1 ]   K armo k ar  D K . ,   E s s el l K P . ,   H ay   S G. ,   " A   mi cro s t r i p   l eak y - w a v an t en n w i t h   t w o   s y mmet r i cal   b eam s   t o w ard s   s i d es   f o fi x e d - freq u en c y   d u al - b eam  s can n i n g ,"   P r o c - A NTE M   2 0 1 4   2 0 1 4   1 6 t h   I n t   S y m p   A n t en n a   Tech n o l   A p p l   E l ec t r o m a g n ,   2 0 1 4 .   [2 2 ]   Ma  Z . ,   J i an g   L . ,   G u p t S . ,   Sh W . ,   " D i s p ers i o n   Ch ara ct eri s t i cs   A n al y s i s   o O n D i men s i o n a l   Mu l t i p l Per i o d i c   St ru c t u re s   an d   T h e i A p p l i cat i o n s   t o   A n t e n n a s ,"   IE E E   Tr a n s   A n t e n n a s   P r o p a g v o l .   63 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 3 - 1 2 1 2 0 1 5   [2 3 ]   K as i J S . ,   M.   Is M S . ,   Z ak ari Z . ,   H u s s e i n   M I . ,   K .   Mo h s en   M. ,   " Rev i ew   o n   fi x ed - fre q u e n cy   b e am     s t eer i n g   fo l ea k y   w av a n t e n n a ,"   TE LK O M NIK A   Tel e co m m u n i c a t i o n   Co m p u t   E l ect r o n   Co n t r o l v o l .   17 ,   n o .   6   p p .   2 8 9 5 - 2 9 0 2 ,   2 0 1 9 .   [2 4 ]   A l h eg az i   A . ,   Z ak ar i Z . ,   Sh ai r i   N A . ,   Sal l eh   A . ,   A h m ed   S. ,   " Co mp ac t   U W f i l t eri n g - a n t e n n w i t h   co n t r o l l a b l W L A N   b a n d   re j ect i o n   u s i n g   d efec t ed   m i cro s t r i p   s t ru c t u r e ,"   R a d i o en g i n eer i n g v o l .   27 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 0 - 1 1 7 2 0 1 8   [2 5 ]   A b d u l h amee d   M K . ,   Is M S M . ,   Ib rah i I M . ,   Mo h s e n   M K . ,   H as h i S R . ,   A t t i ah   M L. ,   " Imp ro v emen t   o mi cro s t r i p   an t en n p erf o rman c o n   t h i ck   a n d   h i g h   p e rmi t t i v i t y   s u b s t rat w i t h   e l ect r o mag n et i b a n d   g ap ,"   A d R es   D yn   Co n t r o l   S y s t . ,   v o l .   10 ,   n o .   4 ,   p p .   6 6 1 - 6 6 9 ,   2 0 1 8 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.