T EL K O MN I K A ,   Vo l . 1 7 ,   N o . 5 ,   O c t o b e r   2 0 1 9 ,   p p . 2 2 5 8 ~ 2 2 6 7   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 . 12816      2258       R e ce i ve d   O ct o b e 1 5 ,   2 0 1 8 ;   R e vi se d   Ma rch   2 8 ,   2 0 1 9 ;   Acce p t e d   Ap ri l   2 7 ,   2 0 1 9   A n t e nna  a rra y   des i gn  wi t re c t a ngul a r   ri ng  s l ot     f or  5 t e c hn ol o g y       N u r   I l h a m   A l i y a a   I s h a k 1 N o r h u d a h   Se m a n * 2 T i e n   H a n   C h u a 3   W i r e l e ss  C o m m u n i ca t i o n   C e n t e r ,   S ch o o l   o f   E l e ct r i ca l   E n g i n e e r i n g ,   F a cu l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i ve r s i t i   T e kn o l o g i   M a l a y si a ,   8 1 3 1 0   U T M   Jo h o r   B a h r u ,   J o h o r ,   M a l a ys i a   * C o r r e sp o n d i n g   a u t h o r ,   e - m a i l a l i ya a _ i sh a k @ ya h o o . co m 1 ,   h u d a @ f ke . u t m . m y 2 ,   t h ch u a @ f ke . u t m . m y 3       A b s tr a c t     A   p a t ch   a n t e n n a   w i t h   r e c t a n g u l a r - sh a p e d   r i n g   sl o t   t h a t   f e d   b a   co a xi a l   p r o b e   i p r o p o se d   i n   t h i s   a r t i cl e   a t h e   si n g l e   e l e m e n t   f o r   p l a n a r   p a t ch   a r r a y   a n t e n n a   d e si g n   t o   m e e t   t h e   r e q u i r e m e n t   o f   m u l t i p l e   i n p u t   m u l t i p l e   o u t p u t   ( M I M O )   i n   f i f t h   g e n e r a t i o n   ( 5 G )   t e ch n o l o g y.   I n i t i a l l y,   t h e   si n g l e   a n t e n n a   e l e m e n t   i s   d e si g n e d   a t   t h r e e   d i f f e r e n t   ce n t e r   f r e q u e n ci e o f   0 . 8 5 ,   1 . 9   a n d   2 . 6   G H z   t o   c o ve r   t h e   m o b i l e   o p e r a t i n g   f r e q u e n cy   o f   0 . 8 ,   0 . 8 5 ,   0 . 9 ,   1 . 8 ,   2 . 1   a n d   2 . 6   G H z,   w h i ch   co n si d e r i n g   t h e   p r o p o se d   5 G   sp e c t r u m   b e l o w   t han  6   G H z .   T h e   r e ct a n g u l a r - sh a p e d   r i n g   sl o t   i i n t r o d u ce d   t o   t h e   p a t ch   a n t e n n a   w i t h   t h e   p a r t i a l   g r o u n d   p l a n e   t o   w i d e n   t h e   b a n d w i d t h   p e r f o r m a n ce .   T h e   d e si g n e d   si n g l e   e l e m e n t   i t h e n   a r r a n g e d   t o   d e si g n   p l a n a r   a r r a ys   o f   2 x 2 .   E a ch   o f   e l e m e n t i n   t h e   p l a n a r   a r r a i f e d   b a   co a xi a l   p r o b e .   T h e   d e si g n a r e   u t i l i z i n g   a     h i g h - p e r f o r m a n ce   su b st r a t e ,   R o g e r 6 0 1 0 L M .       K e y w o r d s 5 G   t e ch n o l o g y,   M I M O ,   p a t ch   a n t e n n a ,   p l a n a r   a n t e n n a   a r r a y,   r e ct a n g u l a r   sl o t       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 i s   a n   a d v a n ce d   t e ch n o l o g t h a t   e n a b l e s   t h e   d e v i ce - to - d e v i ce ,   v e h i cl e - to - v e h i cl e   a n d   s m a rt   d e v i ce s   t o   co mm u n i ca t e   [ 1 ]   w i t h   e f f i ci e n t l y   u t i l i z i n g   t h e   e x i s t i n g   a n d   e x p a n d e d   b a n d w i d t h   (B W ) ,   w h i l e   m a n a g i n g   t h e   s ys t e m   re q u i re m e n t s .   T h i s   f u t u re   t e ch n o l o g i p l a n n e d   t o   b e   l a u n ch e d   b e t w e e n   2 0 2 0   a n d   2 0 3 0   w i t h   1 0 0 0   t i m e s   o f   s ys t e ca p a ci t y,   1 0   t i m e s   s p e ct ra l   a n d   e n e rg y   e f f i ci e n cy ,   2 5   t i m e s   a v e ra g e   ca l l   t h ro u g h p u t   [1 3]   a n d   f i v e   t i m e s   re d u ce d   end - to - e n d   l a t e n cy  f o h i g h e d a t a   ra t e s   [ 4 ]   a n d   a d v a n ce d   sp e e d   b e yo n d   t h e   cu rre n t   f o u rt h   g e n e ra t i o n   (4 G )   o f   L o n g - T e r E v o l u t i o n   (L T E).   T h e   n e w   g e n e ra t i o n   o f   5 G   t e ch n o l o g co n ce rn s   t h e   re q u i re m e n t   o f   a   n u m b e r   o f   a n t e n n a s   w h e re   t h e   m u l t i p l e   i n p u t   m u l t i p l e   o u t p u t   (MI MO )   s ys t e m   w i t h   t h i s   m u l t i p l e   a n t e n n a s   a re   t h e   e x p e ct e d   e l e m e n t s   t o   b e   i n t e g ra t e d   i n t o   t h e   g l o b a l   n e t w o rk  t o   f u l f i l l   t h e   5 G   re q u i re m e n t   [2 ,   4 10] .   Se v e r a l   re s e a rch e s   o n   M I MO   s ys t e f o r   5 G   t e ch n o l o g h a s   b e e n   d i s co v e re d   i n   [1 ,   2 4]   t o   p re d i ct   t h e   s ce n a ri o   a n d   e n v i ro n m e n t   o f   t h e   f u t u re   m o b i l e   t e ch n o l o g y   o f   5 G   n e t w o rk.     Mi cro s t r i p   p a t ch   a n t e n n a   i s   t h e   m o s t   p re f e ra b l e   a n t e n n a   t yp e   f o t h e   M I MO   s ys t e m   a s   i t   p ro mi s e s   s e v e ra l   a d v a n t a g e s   i n   t e r m s   o f   m a n u f a c t u ri n g   co s t ,   l o w   p ro f i l e   d e s i g n   a n d   e x ce l l e n t   p e rf o r m a n ce   [ 3 ,   6 7 ,   1 1 - 15] .   Ea r l i n   2 0 0 0   [ 1 6 ] ,   1 x 4   mi cro s t ri p   p a t ch   a rra a n t e n n a   i s   p ro p o s e d   t o   h a n d l e   t h e   M I MO   s ys t e m   i n   i n cre a s i n g   t h e   w i re l e s n e t w o rk  ca p a ci t y.   T h e   U - s h a p e d   s l o t   i i n t ro d u ce d   t o   p ro v i d e   t h e   d u a l - b a n d   b e h a v i o r .   T h i s   a rra a n t e n n a   a l s o   o f f e rs   a   s i m p l e   ye t   co m p a t i b l e   f o r   a l m o s t   e v e ry   w i re l e s s   a p p l i ca t i o n ,   w h i c h   p a ra l l e l s   t o   t h e   g o a l s   o f   5 G   t e ch n o l o g v i s u a l i za t i o n   o f   I n t e rn e t   o f   T h i n g s ”  (I o T t h a t   i n t e g ra t e d ,   re a ch a b l e   a n d   a cce s s i b l e   s i m u l t a n e o u s l y.   T h e   co n v e n t i o n a l   mi cro s t ri p   p a t ch   a rra y   a n t e n n a s   w i t h   1 x 2   a n d   1 x co n f i g u ra t i o n s   h a v e   b e e n   d e s i g n e d   i n   [9 ,   10]   f o s p e ci f i a b s o rp t i o n   ra t e   i n v e s t i g a t i o n   u s i n g     t h e   h i g h - p e r f o r ma n ce   s u b s t ra t e   o f   R o g e rs   R T 6 0 1 0 L M.   H o w e v e r,   t h e   re s e a rch   i s   l i mi t e d   t o   l i n e a p a t ch   a n t e n n a   a rra y   a n d   t h e   o v e ra l l   d i m e n s i o n   o f   t h e   a rra s e e m s   l a rg e .   W h i l e ,   t h e   1 x 4   l i n e a a n t e n n a   a rra w i t h   Arch i m e d e a n   s p i ra l   s l o t   f o r   m u l t i b a n d   f re q u e n ci e s   i s   p ro p o s e d   i n   [ 1 7 ] .   T h re e   W i l k i n s o n   p o w e d i v i d e a re   i m p l e m e n t e d   t o   f o r m   t h e   a n t e n n a   a rra y.   N e v e rt h e l e s s ,   t h e   w o rk  i l i mi t e d   t o   l i n e a a n t e n n a   a rra a s   w e l l .   Me a n w h i l e   i n   [ 1 0 ] ,   t h e   1 6   a n t e n n a - e l e m e n t   o f   4 x 4   co n f i g u ra t i o n   i s   d e s i g n e d   a s   a   b a s i s   t o   d e v e l o p   t h e   a rra ys   w i t h   6 4 , 1 2 8   a n d   2 5 6   a n t e n n a - e l e m e n t   t h a t   f e d   b co a x i a l   p ro b e .   Ye t ,   t h e   s i n g l e   a n t e n n a   h a s   a   co m p l e x   d e s i g n .   An o t h e re s e a rch   o f   mi cro s t r i p   p a t ch   a n t e n n a   w i t h   U - s h a p e d   i s   d e s i g n e d   i n   [ 1 8 ]   w i t h   co n f i g u ra t i o n s   o f   1 x 2 ,   a n d   2 x f o r   MI M O   a p p l i ca t i o n s .   T h e   U - s h a p e d   s l o t   i s   d e s i g n e d   t o   i m p ro v e   t h e   b a n d w i d t h   o f     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       An t e n n a   a rra d e si g n   w i t h   re ct a n g u l a ri n g   sl o t   f o 5 G   t e ch n o l o g y . . .   (N u I l h a Al i ya a   I sh a k)   2259   t h e   co n v e n t i o n a l   p a t ch   a n d   i n cre a s e   t h e   l e n g t h   o f   t h e   e q u i v a l e n t   s u rf a ce   cu rre n t   p a t h .   W h i l e   re ce n t   re s e a rch e s   o n   m i cro s t ri p   p a t ch   a n t e n n a   f o r   MI MO   s ys t e m   i n   [ 1 1 13]   a re   a p p l i ca b l e   f o r   h i g h e f re q u e n cy  u p   t o   m o re   t h a n   6 0   G H z.   T h e   1 x 6   U - s h a p e d   s l o t t e d   e l e m e n t s   w i t h   f u s e d   s i l i ca   m a t e ri a l   a n d   d u a l   g ro u n d e d   co p l a n a w a v e g u i d e   (G C P W f e e d i n g   i s   d e s i g n e d   p u rp o s e l f o mm - w a v e   M I M O   a p p l i ca t i o n   f o r   a   h i g h e f re q u e n cy  b a n d   o f   5 7 - 6 3   G H z   [ 1 9 ] .   T h e   s i x - e l e m e n t   a rra i s   ch o s e n   t o   p ro v i d e   s u f f i c i e n t   g a i n   a n d   s u i t   f o t h e   i n d o o MI M O   ch a n n e l   m e a s u re m e n t s ,   w h i ch   i n t e g ra t e d   w i t h   t h e   R F   ch i p s e t .   T h e   d e s i g n e d   U - s l o t t e d   a n t e n n a   i s   ca p a b l e   o f   b e a s t e e ri n g   u p   t o   ±4 0 °   f ro m   t h e   b ro a d s i d e .   W h i l e   i n   [ 9 ] ,   t h e   1 x 4   e l e m e n t s   o f   T - s h a p e d   p a t ch e s   t h a t   re a l i ze d   b R o g e rs   R T   D u ro i d   5 8 8 0   m a t e r i a l   i s   d e s i g n e d   t o   a ch i e v e   a   t a rg e t e d   b a n d w i d t h   o f   1 2 . 4   G H z,   co v e r i n g   f ro 2 5 . 1 - 3 5 . 1   G H z .   T h i s   d e si g n   a l s o   i n t ro d u ce d   t h e   d e f e ct   g ro u n d   s t ru ct u re   (D G S a p p ro a ch   t o   i m p ro v e   t h e   b a n d w i d t h   p e rf o r m a n ce   o f   t h e   co n v e n t i o n a l   mi cro s t ri p   p a t ch   a n t e n n a .   T h e   d e f e ct   g ro u n d   a c t   a s   a   re s o n a n t   g a p   t o   a l l o w   t h e   e f f i ci e n t   co u p l i n g   w i t h     t h e   f e e d   l i n e   b y   ch a n g i n g   t h e   e f f e c t i v e   ca p a ci t a n ce   a n d   i n d u ct a n ce   re s p o n s e   t h ro u g h     t h e   e x c i t a t i o n   a n d   e l e c t ro m a g n e t i c   p ro p a g a t i o n   a l o n g   t h e   s u b s t ra t e .   H o w e v e r ,   t h e   T - s h a p e d   ra d i a t i n g   e l e m e n t   w i t h   co p l a n a r - w a v e g u i d e   f e e d   l i mi t s   t h e   a n t e n n a   t o   p e rf o r i n   t h e   p l a n a a rra co n f i g u ra t i o n .   As   t h e   MI M O   s ys t e i n   5 G   t e ch n o l o g y   d e a l i n g   w i t h   h u n d re d s   o f   a n t e n n a s ,   t h i s   a p p ro a ch   d o e s   n o t   q u i t e   s u i t   t h e   5 G   re q u i re m e n t .     T h u s ,   t h i s   a rt i cl e   p ro p o s e d   a   n e w   d e s i g n   o f   mi cro s t ri p   p a t ch   a n t e n n a   w i t h   a     re ct a n g u l a r - s h a p e d   ri n g   s l o t   t h a t   f e d   b a   co a xi a l   p ro b e   f o r   m o b i l e   o p e ra t i n g   f re q u e n ci e s   f ro 0 . 8 0   t o   2 . 6   G H z   u t i l i zi n g   t h e   C ST   M i c ro w a v e   S t u d i o   2 0 1 6 .   T h e   g a p ,   g   w h i ch   re p re s e n t s   t h e   s l o t   s i ze   a n d   co a x i a l   p ro b e   l o ca t i o n   a re   a n a l yze d   t o   o b t a i n   t h e   b e s t   p e r f o r m a n ce   o f   t h i s   p ro p o s e d   a n t e n n a .   T h i s   s i n g l e   e l e m e n t   mi cro s t ri p   p a t ch   a n t e n n a   i s   t h e n   a p p l i e d   i n   t h e   d e s i g n   o f   2 x p l a n a a rra y   co n f i g u ra t i o n .   Ea ch   e l e m e n t   o f   t h i s   p l a n a a rra y   a n t e n n a   i s   f e d   i n d i v i d u a l l y,   w h i ch   ca n   p e rf o r a s   a   s i n g l e   a n t e n n a ,   1 x 2   l i n e a a r ra a n d   2 x 2   p l a n a a rra y .         2 .   A n te n n a   D e s i g n   Pri m a r i l y,   a   mi cro s t ri p   p a t ch   a n t e n n a   a s   d e p i ct e d   i n   F i g u re   1   a n d   F i g u re   2   i s   d e s i g n e d   a t   t h re e   ce n t e f re q u e n ci e s   o f   0 . 8 5 ,   1 . 9   a n d   2 . 6   G H t o   co v e t h e   re s p e ct i v e   d e s i g n a t e d   f re q u e n ci e s   o f   0 . 8 ,   0 . 8 5 ,   0 . 9 ,   1 . 8 ,   2 . 1   a n d   2 . 6   G H z.   T h e   t o p   l a ye r   o f   t h e   d e s i g n e d   a n t e n n a   co n s i s t s   o f   t w o   ra d i a t i n g   e l e m e n t s ,   n a m e d   a s   Pa t ch   1   a n d   Pa t ch   2   t h a t   s e p a ra t e d   b a   n a rro w   g a p   w i t h   a   d i m e n s i o n   o f   g   (re c t a n g u l a r - s h a p e d   ri n g   sl o t ) .   T h i s   n a rro w   g a p ,   g   i s   i m p l e m e n t e d   p u rp o se l t o   s e p a ra t e   t h e   re ct a n g u l a r   p a t ch   i n t o   t w o   p a rt s ,   w h i ch   l e a d s   t o   b ro a d e n i n g     t h e   b a n d w i d t h   p e rf o r m a n ce   o f   t h e   a n t e n n a .   W h i l s t ,   t h e   p a rt i a l   g ro u n d   p l a n e   t e ch n i q u e   i s   a p p l i e d   i n   t h e   a n t e n n a   d e s i g n   t o   w i d e n   t h e   b a n d w i d t h   p e rf o r m a n ce   [ 2 0 ] ,   w h e re   t w o   p a ra l l e l   re c t a n g u l a g ro u n d   p l a n e s   a re   p l a ce d   a t   t h e   b o t t o o f   t h e   a n t e n n a   t o   m o u n t   t h e   co a xi a l   f e e d .   T h e   co a x i a l   f e e d   i s   p o s i t i o n e d   c l o s e   t o   t h e   e d g e   a n d   i n   b e t w e e n   t w o   re ct a n g u l a g ro u n d   p l a n e s .             (a )   (b )   (c)     F i g u re   1 .   T h e   l a yo u t   o f   re ct a n g u l a r   p a t ch   a n t e n n a   d e s i g n   (a t o p ,   (b b o t t o m   a n d   (c)   s i d e   v i e w       T h e   co a xi a l   f e e d   o f   t h i s   a n t e n n a   i s   d e s i g n e d   f o 5 0   ma t ch i n g   t o   m a xi mi z i n g   t h e   p o w e r   t ra n s m i s s i o n   w i t h   a   t yp i ca l   d i m e n s i o n   o f   0 . 6 4   mm  f o r   i n n e ra d i u s   o f   t h e   p i n   a n d   2 . 1 5   mm  f o o u t e ra d i u s   o f   co v e r .   T e f l o n   m a t e r i a l   i s   s e l e ct e d   f o t h e   d i e l e ct ri c   co a t i n g   t o   i s o l a t e   t h e   p i n   a n d   t h e   co v e r .   T h e   co a xi a l   f e e d   i s   p o s i t i o n e d   a n d   t e s t e d   f o t h re e   d i f f e re n t   l o ca t i o n s   s t a rt i n g   f ro e d g e   o f   t h e   p a t ch   a t   (0 ,   0 . 9 7 ),   t o   (0 ,   1 . 0 7 )   a n d   (0 ,   1 . 1 7 f o r   0 . 8 5   G H z,   (0 ,   1 . 1 5 t o   (0 . 1 . 2 5 a n d   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 .   17 ,   N o .   5 ,   O c t o b e 2 0 1 9 :   2258 - 2 2 6 7   2260   (0 ,   1 . 3 5 f o 1 . 9   G H a n d   (0 ,   0 . 7 9 ),   t o   (0 ,   0 . 8 9 )   a n d   (0 ,   0 . 9 9 f o 2 . 6   G H t o   o b t a i n   t h e   o p t i m a l   5 0   m a t ch i n g   a s   i l l u s t ra t e d   i n   F i g u re   3   a n d   s u mm a r i z e d   i n   T a b l e   1 .   P1   i s   t h e   b e s t   co a xi a l   f e e d   l o ca t i o n s ,   w h i ch   a re   0 . 9 7   mm,   1 . 1 5   mm  a n d   0 . 7 9   mm  a b o v e   t h e   e d g e   o f   t h e   p a t ch   f o r     t h e   re s p e ct i v e   c e n t e r   f re q u e n ci e s   o f   0 . 8 5   G H z,   1 . 9   G H a n d   2 . 6   G H a cco rd i n g   t o   t h e   re f l e c t i o n   co e f f i ci e n t s ,   S 11 .   H o w e v e r,   f o r   t h e   ce n t e r   f re q u e n cy  o f   1 . 9   G H z ,   t h e   b e s t   l o ca t i o n   o f   co a xi a l   f e e d   a t   (0 ,   1 . 1 5 d e m o n s t ra t e s   t h e   w o r s t   S 11   o f   - 4 . 2 0   d B .   A f t e a l l ,   t h i s   a n t e n n a   p e rf o r m s   a   d u a l - band  o p e ra t i o n ,   w h i ch   a t   d e s i g n a t e d   f re q u e n ci e s   o f   1 . 8   G H a n d   2 . 1   G H t h a t   a l l o w s   f o r   t h e   co a xi a l   f e e d   l o ca t i o n   P1   w i t h   S 11   o f   - 4 . 2 0   d t o   b e   a cce p t e d .   Pa t ch   1   a n d   Pa t ch   2   a l l o w   t h e   m a xi m u f re e   e l e ct ro n   t o   m o v e   b a ck  a n d   f o rt h   b e t w e e n   t h e   p a t c h e s   t o   t h e   s o u rce   o f   p o w e e x c i t e m e n t   a t   t h e   o p t i m u 5 0   o f   m a t ch i n g   s t a t e   t o   o p e ra t e   a t   1 . 8   G H a n d   2 . 1   G H z.             (a )   (b )     F i g u re   2 .   T h e   f a b r i ca t e d   re c t a n g u l a p a t ch   a n t e n n a   (a t o p   a n d   (b b o t t o v i e w       T a b l e   1 .   T h e   D e s i g n e d   An t e n n a   S 11   o f   T h re e   C o a x i a l   F e e d   L o ca t i o n s   f o r     D i f f e re n t   C e n t e F re q u e n ci e s ,   f c   f c   =   0 . 8 5   G H z   f c   =   1 . 9   G H z   f c   =   2 . 6   G H z   L o c a t i o n   ( x , y )   S 11   L o c a t i o n   ( x , y )   S 11   L o c a t i o n   ( x , y )   S 11   P3   ( 0 , 1 . 1 7 )   - 0 . 1 6   P3   ( 0 , 1 . 3 5 )   - 3 . 7 2   P3   ( 0 , 0 . 9 9 )   - 7 . 6 9   P2   ( 0 , 1 . 0 7 )   - 1 4 . 3 1   P2   ( 0 , 1 . 2 5 )   - 3 . 7 7   P2   ( 0 , 0 . 8 9 )   - 1 1 . 0 4   P1   ( 0 , 0 . 9 7 )   - 1 4 . 9 6   P1   ( 0 , 1 . 1 5 )   - 4 . 2 0   P1   ( 0 , 0 . 7 9 )   - 2 1 . 4 4       T h e   i n i t i a l   l e n g t h ,     a n d   w i d t h ,     d i m e n s i o n   o f   Pa t ch   1   a re   d e s i g n e d   b a s e d   o n     t h e   re s p e ct i v e   (1 )   a n d   (2 )   [ 2 1 ] :     = ( 2 ) 2   (1 )     = ( 2 ) 2 ( + 1 )     (2 )       w h e re   , , ,   and    a re   t h e   s p e e d   o f   l i g h t ,   d e s i g n a t e d   f re q u e n cy,   t h e   e f f e c t i v e   d i e l e c t r i co n s t a n t ,   t h e   d i e l e c t r i co n s t a n t   o f   t h e   s u b s t ra t e   a n d   t h e   n o rm a l i ze d   e x t e n s i o n   i n     t h e   l e n g t h   d u e   t o   t h e   f r i n g i n g   e f f e c t ,   a cco rd i n g l y.   T h e   e f f e c t i v e   d i e l e ct ri co n s t a n t ,     and    t h e   n o rm a l i ze d   e x t e n s i o n   i n   t h e   l e n g t h ,     ca n   b e   d e t e rmi n e d   t h ro u g h   t h e   re s p e ct i v e     e x p re s s i o n   i n   (3 a n d   (4 )   [ 2 1 ] :     = ( ( + 1 ) 2 ) + ( ( 1 ) 2 ) [ 1 + 12 ( ) ] 1 2     (3 )       = 0 . 412ℎ ( + 0 . 3 ) ( ( ) + 0 . 264 ) ( 0 . 258 ) ( ( ) + 0 . 8 )   (4 )   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       An t e n n a   a rra d e si g n   w i t h   re ct a n g u l a ri n g   sl o t   f o 5 G   t e ch n o l o g y . . .   (N u I l h a Al i ya a   I sh a k)   2261   w h e re     i s   t h e   t h i ckn e s s   o f   t h e   s u b s t ra t e .   Me a n w h i l e ,   Pa t ch   2   i s   d e s i g n e d   t o   h a v e   t h e   w i d t h   a n d   l e n g t h   t h a t   s i mi l a t o   t h e   s u b s t ra t e s   w i d t h ,     a n d   l e n g t h ,   .   T h e   d i m e n s i o n   o f   s u b s t ra t e   l e n g t h ,     a n d   w i d t h ,     a re   co m p u t e d   b a s e d   o n   t h e   re s p e ct i v e   2 . 13   and  1 . 9 .   W h i l e   g a p ,   g   i s   de s i g n e d   f ro m   t h e   co p l a n a a p p ro a ch   t o   o b t a i n   a   w i d e b a n d w i d t h .   T h e   a n a l y t i ca l   l i n e   i m p e d a n ce   ca l cu l a t i o n   b u i l t   i n   t h e   s o f t w a re   u s e d   t o   d e t e r m i n e   t h e   e x a ct   g a p   w i d t h .   T h i s   g a p ,   g   s e rv e s   a   s u rf a ce   cu rre n t   b e t w e e n   Pa t ch   1   a n d   Pa t ch   2   t h a t   ca n   b e   s h o w n   b t h e   s u rf a ce   cu rre n t   d i s t ri b u t i o n   a n a l ys i s   t h a t   w i l l   b e   e x p l a i n e d   i n   t h e   f o l l o w i n g   s e ct i o n .   I n   a d d i t i o n ,   t h e   w i d t h ,     o f   t w o   p a ra l l e l   re c t a n g u l a g ro u n d   p l a n e s   i s   d e s i g n e d   t o   b e   e q u a l   t o   0 . 38   ,   w h i l e   i t s   l e n g t h ,     i s   s i mi l a t o   .   I n i t i a l l y ,   o n l a   s i n g l e   re ct a n g u l a r   g ro u n d   i s   d e s i g n e d ,   w h i ch   h a v e   a   s i mi l a s i ze   t o   Pa t ch   1 s   d i m e n s i o n .   T h e n ,   a   s q u a re   s l o t   w i t h   l e n g t h   o f     i s   p l a ce d   i n   t h e   mi d d l e   o f     t h e   re ct a n g u l a r   p l a n e   t h a t   cu t   t h e   f e e d i n g   l o ca t i o n .   T h u s ,   t h e   g ro u n d   p l a n e   i s   n o t   s h o rt - c i rcu i t e d   t h e   co a xi a l   p i n .   T h e   w i d t h   o f   t h e   s q u a re   s l o t   i s   o p t i mi ze d   t o   h a v e   t h e   b e s t   p e r f o r m a n ce   o f     t h e   a n t e n n a   a n d   t h e   co a x i a l   f e e d   i s   a b l e   t o   b e   m o u n t e d   a t   t h e   o p t i m a l   l o ca t i o n ,   w h i ch   e x p l a i n e d   n e x t .   Al t h o u g h   t h e   co a xi a l   f e e d   h a s   a   n a rro w   b a n d w i d t h   p ro p e rt y   [ 2 1 ] ,   t h i s   f e e d i n g   t e ch n i q u e   o f f e rs   a   p ra ct i ca l   d e s i g n   f o MI M O   s ys t e s p e ci f i ca l l y   f o t h e   p l a n a r   a rra y.   Su b s e q u e n t l y,   t h i s   s i n g l e   a n t e n n a   i s   t h e n   u s e d   t o   f o rm  a n   a n t e n n a   p l a n a a rra y   i n     t h e   co n f i g u ra t i o n   o f   2 x 2   w i t h   s e v e ra l   s i g n i f i ca n t   o p t i mi z a t i o n s   t o   s t i m u l a t e   t h e   MI M O   a p p l i ca t i o n   o f   5 G   t e ch n o l o g y   a s   s h o w n   i n   F i g u re   4 .   T h e   w i d t h ,     a n d   l e n g t h ,     f o r   e a ch   e l e m e n t   o f     t h e   p l a n a r   a rra d e s i g n e d ,   i s   a ccu s t o m e d   a t   e a ch   d e s i g n a t e d   ce n t e f re q u e n cy  t o   o b t a i n     t h e   o p t i ma l   p e r f o r m a n ce .   T h e   s l i g h t l e xt e n d e d   d i m e n s i o n   o f   0 . 3 2   a n d   0 . 1 5   i s   a p p l i e d   t o   s u s t a i n   t h e   o v e ra l l   p e r f o r m a n ce   o f   t h e   p l a n a a n t e n n a .   T h e   s e p a ra t i o n   d i s t a n ce   o f   h a l f   w a v e l e n g t h   ( 2 i s   s e l e ct e d   a s   i t   o f f e rs   t h e   o p t i m a l   m u t u a l   co u p l i n g   b e t w e e n   e a ch   o f     t h e   a n t e n n a   e l e m e n t .   T h e s e   m u l t i p l e   a n t e n n a e   ca n   b e   o p e ra t e d   a s   a   s i n g l e ,   1 x 2   a rra a n t e n n a   a n d   2 x 2   a rra y   a n t e n n a   a s   t h e   i n d i v i d u a l   f e e d   i s   d e s i g n e d   f o e a ch   a n t e n n a   e l e m e n t .             F i g u re   3 .   T h re e   t e s t e d   co a x i a l   f e e d   l o ca t i o n s   f o   t h e   o p t i m a l   5 0   m a t ch i n g     F i g u re   4 .   P l a n a a rra y   a n t e n n a   o f     2 x 2   co n f i g u ra t i o n       T h e   h i g h - p e r f o r m a n ce   s u b s t ra t e ,   R o g e rs   R T 6 0 1 0 L w i t h   0 . 2 5 4   mm  t h i ckn e s s ,   1 0 . 7   o f   d i e l e c t ri co n s t a n t   a n d   0 . 0 0 2 3   o f   l o s s   t a n g e n t   i s   ch o se n   f o t h e   d e s i g n   t o   a t t a i n   a   s m a l l   s i ze   o f   a n   a rra a n t e n n a   w i t h   g o o d   p e rf o r m a n ce   [ 2 2 ] .   F u rt h e r m o re ,   t h i s   h i g h - p e r f o r m a n ce   s u b s t ra t e   i s i g n i f i ca n t l a f f e ct i n g   t h e   re s o n a n ce   f re q u e n cy,   b a n d w i d t h   e f f i c i e n cy  d u e   t o   g o o d   t h e r m a l   m e ch a n i ca l   s t a b i l i t y   [ 2 3 ,   24] ,   a n d   t h e   i m p e d a n ce   m a t ch i n g .   F u rt h e r m o re ,   t h i s   s u b s t ra t e   w i t h   h i g h   d i e l e c t ri co n s t a n t   p ro mi s e s   a   h i g h   e l e ct ri ca l l p o l a ri ze d   ch a ra ct e ri s t i t h a t   e n a b l e s   t h e   m a t e r i a l   t o   s t o re   m o re   ch a rg e s ,   w h i ch   w i l l   e n d   u p   w i t h   s m a l l   e l e ct ro n i c   c i rcu i t s .   D i e l e ct r i c   co n s t a n t ,     ca n   b e   d e ri v e d   a s   t h e   ra t i o   o f   t h e   p e r mi t t i v i t o f   t h e   d i e l e ct ri t o   t h a t   o f   f re e   s p a ce   a s   e x p re ss e d     i n     (5 )   [ 2 5 ] :     = 1 + = 0   (5 )     w h e re   ,     and  0   a re   a n   e l e ct r i s u s ce p t i b i l i t y   o f   t h e   m a t e ri a l ,   m a t e r i a l   p e r mi t t i v i t a n d   f re e   s p a ce   p e rm i t t i v i t y   ( 10 9 36     F / m ) ,   a cco rd i n g l y.   T h i s   e l e ct r i c   s u s c e p t i b i l i t y   i s   a   m e a s u re   o f   h o w   s e n s i t i v e   t h e   d i e l e ct r i m a t e r i a l   i n   re s p o n s e   t o   a n   a p p l i e d   e l e c t ri f i e l d .   T h e   g re a t e t h e   e l e ct r i c   s u s ce p t i b i l i t y,   t h e   g re a t e t h e   a b i l i t y   o f   t h e   d i e l e ct r i c   ma t e ri a l   t o   p o l a r i ze   i n   re a ct i o n   t o   t h e   f i e l d   a n d   s t o re   e n e rg y.   T h u s ,   t h e   h i g h - p e r f o r m a n ce   s u b s t ra t e   i n   t h i s   re s e a rch   co n t ri b u t e s   t o     t h e   co m p a c t   d e s i g n   o f   t h e   p a t ch   a n t e n n a   w i t h   g o o d   p e rf o r m a n ce   f o m o b i l e     o p e ra t i n g   f re q u e n ci e s .   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 .   17 ,   N o .   5 ,   O c t o b e 2 0 1 9 :   2258 - 2 2 6 7   2262   3 .   C u r r e n t   D i s tr i b u t i o n   A n a l y s i s   o f   R e c ta n g u l a r   Pa t c h   A n te n n a   An t e n n a   i s   a   re s o n a n t   e l e m e n t ,   w h i ch   a s s u r e d l d e p e n d e n t   t o   t h e   f re q u e n cy  s e l e c t i o n ,   t h u s   t h e   d i m e n s i o n   o f   t h e   p a t ch   a n t e n n a   i s   d e s i g n e d   a cco rd i n g l y   t o   t h e   f o r m u l a t i o n   g i v e n   a s   i n   (1 t o   (4 ).   C o p p e s t a n d a rd   a n n e a l e d   m a t e ri a l   w i t h   0 . 0 1 8   mm  t h i ckn e s s   i s   ch o s e n   f o a n t e n n a   p a t ch   a s   co p p e i s   a   h i g h   co n d u ct i v i t m a t e r i a l   w i t h   a   re l a t i v e   p e r m e a b i l i t y   o f   a l m o s t   1 .   T h e s e   t w o   ch a ra ct e ri s t i cs   cl e a r l d e m o n s t ra t e s   t h a t   co p p e i s   a   g o o d   m a t e r i a l   t h a t   a l l o w s   t h e   m a xi m u n u m b e o f   t h e   f re e   e l e c t ro n s   t o   m o v e   f o co n d u ct i o n   cu rre n t .   M i cro s co p i ca l l y,   me t a l s   h a v e   a n   abundanc of   f r ee   el ec t r on  due   t o   t he   appli ed  e l ec t r i c   f i e l d.   T hes f r ee   el ec t r ons   w i ll   c olli de  t e a ch   o t h e a n d   p ro d u ce   t h e   co n d u ct i o n   cu r re n t   d e n s i t y   g i v e n   i n   t h e   p o i n t   f o r m   o f   O h m s   L a w   i n   e x p re s s i o n   (6 )   [ 2 5 ] :     =      (6 )     w h e re   ,   and  E   a re   co n d u ct i o n   cu rre n t   d e n s i t y ,   t h e   co n d u ct i v i t o f   t h e   co n d u ct o a n d     t h e   a p p l i e d   e l e c t r i f i e l d ,   re s p e ct i v e l y.   T h e   a n t e n n a   w o rk s   w h e n   t h e   e xt e rn a l   e l e c t ri f i e l d   i s   a p p l i e d ,   w h i ch   e x c i t e d   f ro m   t h e   co a xi a l   f e e d .   T h e   p o s i t i v e   f re e   ch a rg e s   p u s h e d   a l o n g   t h e   s a m e   d i re ct i o n   a s   t h e   a p p l i e d   f i e l d ,   w h i l e   t h e   n e g a t i v e   ch a rg e s   m o v e   i n   t h e   o p p o s i t e   d i re ct i o n   a s h o w n   i n   F i g u re   5 .   T h u s ,   t h i s   ch a rg e   mi g ra t i o n   i n d u c e d   a   s u rf a ce   cu rre n t   f ro m   Pa t ch   1   t h a t   co u p l e d   t o   Pa t ch   2   t h ro u g h   re ct a n g u l a r - s h a p e d   ri n g   s l o t   w i t h   t h e   s i ze   o f   t h e   g a p ,   g   a s   s h o w n   i n   F i g u re   6 .   R e f e rr i n g   t o   F i g u re   6 ,   t h e   f i e l d   s t re n g t h ,   w h i ch   i s   re d   i n   co l o i s   m o re   co n ce n t ra t e d   o n   t h e   f e e d   l o ca t i o n   o f   t h e   a n t e n n a   a n d   d i s t ri b u t e d   t o   t h e   l e f t   a n d   ri g h t   o f   t h e   Pa t ch   1   a n d   Pa t ch   2   o f   t h e   d e s i g n e d   a n t e n n a .               F i g u re   5 .   A   co n d u ct o u n d e t h e   i n f l u e n ce d   o f   a n   a p p l i e d   f i e l d     F i g u re   6 .   Su r f a ce   cu rre n t   d i s t r i b u t i o n   f ro Pa t ch   1   t o   Pa t ch   2   o f   t h e   d e s i g n e d   a n t e n n a       H e n ce ,   t h e   cu rre n t   d e n s i t i s   cl o s e l re l a t e d   t o   t h e   s i ze   o f   t h e   g a p ,   g .   G a p ,   g   i n   a   f o r m   o f   a   re ct a n g u l a r - s h a p e d   ri n g   s l o t   s e e m s   s u i t a b l e   f o r   a rr a a n t e n n a   w i t h   h i g h   d i e l e c t ri co n s t a n t   s u b s t ra t e   f e d   b t h e   co a xi a l   f o r   t h e   MI M O   s ys t e m.   T h i s   g a p   i m p l e m e n t a t i o n   i n   t h e   mi cro s t ri p   p a t ch   a n t e n n a   d e s i g n   i m p ro v e s   t h e   s u rf a ce   cu r re n t   d e n s i t y,   J .   T h e   w i d t h   o f   t h e   g a p ,   g   i s   v a ri e d   f ro m   0 . 1 5   mm  (t h e   m a xi m u a l l o w a b l e   w i d t h   f o t h e   f a b ri ca t i o n t o   0 . 5 0   mm   t o   a t t a i n   t h e   o p t i m a l   s u rf a ce   cu rre n t   d e n s i t o f   t h e   a n t e n n a .   T a b l e   2   t a b u l a t e s   t h e   s u rf a ce   cu rre n t   d e n s i t y   o f     t h e   a n t e n n a   w h i l e   v a ry i n g   t h e   d i m e n s i o n   o f   t h e   g a p ,   g   a t   ce n t e f re q u e n ci e s   o f   0 . 8 5   G H z,   1 . 9   G H z,   a n d   2 . 6   G H z.   T h e   l e a s t   g a p   d i m e n s i o n   o f   0 . 1 5   mm  p e r f o r m s   t h e   h i g h e s t   s u r f a ce   cu rre n t   d e n s i t co m p a re d   t o   t h e   o t h e rs .   T h i s   i s   i n t e rre l a t e d   t o   t h e   s u rf a ce   ch a rg e   d i s t ri b u t i o n   f ro Pa t ch   1   co u p l e d   t o   Pa t ch   2   t h ro u g h   t h e   g a p ,   g ,   w h i ch   a s   t h e   d i m e n s i o n   o f   g a p   g e t t i n g   b i g g e r,     t h e   s u rf a ce   ch a rg e   d i s t ri b u t i o n   i s   w e a ke n e d   d u e   t o   t h e   s m a l l e a m o u n t   o f   f re e   e l e ct ro n   mi g ra t i o f ro Pa t ch   1   t o   Pa t ch   2 .   T h u s ,   re s u l t i n g   t o   t h e   l o w   s u rf a ce   cu rre n t   d e n s i t y .   I t s   i l l u s t ra t i o n   o f     t h e   h i g h e s t   s u rf a ce   cu rre n t   d i s t ri b u t i o n   a t   2 . 6   G H z   f o g a p   d i m e n s i o n   o f   0 . 1 5   mm  i s   s h o w n     i n   F i g u re   7 .   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       An t e n n a   a rra d e si g n   w i t h   re ct a n g u l a ri n g   sl o t   f o 5 G   t e ch n o l o g y . . .   (N u I l h a Al i ya a   I sh a k)   2263   T a b l e   2 .   Su r f a ce   C u rre n t   D e n s i t y   W h i l e   Va ry i n g     t h e   G a p ,   G   D i m e n s i o n   G a p ,   g   (m m )   Su rf a c e   C u rr e n t   D e n s i t y ,   J   (A / m )   f c   =   0 . 8 5   G H z   f c   =   1 . 9   G H z   f c   =   2 . 6   G H z   0 . 1 5   5 2 . 1 0   7 0 . 7 8   3 6 1 . 0   0 . 2 0   4 8 . 8 0   7 0 . 7 8   2 7 3 . 6   0 . 2 5   4 8 . 8 0   7 0 . 7 8   2 3 6 . 9   0 . 3 0   4 2 . 8 9   3 7 . 2 5   1 9 5 . 5   0 . 3 5   4 2 . 8 9   3 7 . 2 5   1 7 2 . 0         F i g u re   7 .   Su r f a ce   cu rre n t   d i s t r i b u t i o n   a t   2 . 6   G H z       4 .   R e s u l ts   a n d   A n a l y s i s     Si m u l a t e d   a n d   m e a s u re d   re s u l t s   o f   p a t ch   a n t e n n a s   a re   s u mm a r i ze d   i n   t h e   f o l l o w i n g   s u b s e ct i o n s   i n   t e r m s   o f   re f l e ct i o n   co e f f i c i e n t   ( S 11 ),   g a i n   a n d   d i re ct i v i t y ,   i s o l a t i o n   a n d     ra d i a t i o n   p a t t e rn .       4 . 1 .   R e fl e c ti o n   C o e f fi c i e n (S 11 )   Pe r fo r m a n c e   R e f l e ct i o n   co e f f i c i e n t ,   S 11   p e r f o r m a n ce   re p re s e n t s   h o w   m u ch   p o w e i s   re f l e ct e d   f ro t h e   a n t e n n a .   T h e   a n a l ys i s   b a s e d   o n   t h e   co a xi a l   f e e d   p o s i t i o n i n g   a s   i l l u s t ra t e d   i n   F i g u re   3   t o   a ch i e v e   t h e   b e s t   S 11   p e r f o r m a n ce .   T h e   b e s t   p o s i t i o n   o f   co a xi a l   f e e d   d e t e r mi n e d   t h e   o v e ra l l   S 11   p e rf o r m a n c e   o f   t h e   a n t e n n a   a s   i t   d e f i n e s   t h e   m a x i m u p o w e t ra n s m i t t e d .   T h e   re f l e c t i o n   co e f f i ci e n t s ,   S 11   o f   t h e   d e s i g n e d   s i n g l e   re c t a n g u l a r   p a t ch   a n t e n n a s   s h o w n   i n   F i g u re   1   w i t h   o p t i mi ze d   d i m e n s i o n   a n d   p o s i t i o n   o f   co a xi a l   f e e d   a r e   p l o t t e d   a s   d e p i ct e d   i n   F i g u re   8   a n d   t a b u l a t e d   i n   T a b l e   3 .   T h e   s i n g l e   a n t e n n a   w i t h   ce n t e f re q u e n ci e s   o f   0 . 8 5   G H z   p e r f o r m s     1 6 0   MH b a n d w i d t h   (0 . 7 7 - 0 . 9 3   G H z)  w i t h   S 11 < - 1 0   d B,   w h i l e   1 . 9   G H p e r f o r m s   4 0 0   MH   (1 . 7 7 - 2 . 1 7   G H z)  a n d   2 . 6   G H p e r f o r m s   t h e   l e a s t   b a n d w i d t h   o f   5 0   MH (2 . 5 7 - 2 . 6 2   G H z ).     T h e   s i n g l e   a n t e n n a   w i t h   t h e   ce n t e r   f re q u e n cy  o f   1 . 9   G H z   h a s   t h e   l a rg e s t   b a n d w i d t h   w i t h   v e ry   s m a l l   re f l e ct e d   p o w e t h a t   l e s s   1 . 7 % .   W h i l e ,   t h e   s i n g l e   a n t e n n a   w i t h   0 . 8 5   G H a n d   2 . 6   G H ce n t e f re q u e n cy  h a v e   s l i g h t l h i g h e re f l e c t e d   p o w e t h a t   l e ss   t h a n   4 . 0 %   a n d   6 . 7 % ,   re s p e ct i v e l y.   H e re ,   t o   v a l i d a t e   t h e   co n ce p t   o f   g a p   i m p l e m e n t a t i o n   i n   t h e   d e s i g n ,   s i n g l e   2 . 6   G H z   a n t e n n a   a s   s h o w n   i n   F i g u re   2   i s   f a b r i ca t e d .   T h e   m e a s u re d   S 11   t h a t   l e s s   t h a n   1 0   d B   d e m o n s t ra t e s   4 0   MH z   b a n d w i d t h   (2 . 5 9 - 2 . 6 3   G H z),   w h i ch   1 0   MH z   n a rro w e co m p a re d   t o     t h e   s i m u l a t i o n .   A t   2 . 6   G H z,   b o t h   S 11   p e r f o r m a n ce s   a r e   co m p a ra b l e ,   w h i ch   v a l i d a t e   t h e   u s e   o f   n a rro w   g a p   t h a t   p ro v i d e s   t h e   h i g h e s u rf a ce   cu rr e n t   d i s t ri b u t i o n   a n d   b e t t e b a n d w i d t h   p e rf o r m a n ce   co m p a re d   t o   t h e   co n v e n t i o n a l   mi cro s t r i p   re ct a n g u l a r   p a t ch   a n t e n n a .   A f t e rw o rd ,     t h e   p e r f o r m a n ce s   o f   t h e   d e s i g n e d   a rra a n t e n n a   co n c e rn i n g   co n f i g u ra t i o n s   o f   1 x 2   a n d   2 x 2   a re   e v a l u a t e d   a n d   s u mm a r i ze d   i n   T a b l e   3 .   F ro m   t h e   re s u l t s   o b t a i n e d ,   t h e   1 x 2   a n d   2 x 2   a rra w i t h     t h e   1 . 9   G H ce n t e f re q u e n cy  d e p i ct   t h e   l a rg e s t   b a n d w i d t h   o f   3 7 0   MH a n d   4 3 0   MH z,   re s p e ct i v e l co m p a re d   t o   a rra ys   w i t h   0 . 8 5   a n d   2 . 6   G H ce n t e f re q u e n ci e s .   C o n ce rn i n g   e a ch   d e s i g n a t e d   m o b i l e   o p e ra t i n g   f re q u e n cy ,   a rra ys   S 11   a r e   l e s s   t h a n   - 1 0 . 1 2   d B.   W h e re ,   t h i s   w o rs t   S 11   p e r f o r m a n ce   i s   s h o w n   b 1 x 2   a rra y   a t   1 . 8   G H z ,   w h i ch   i n d i ca t e s   t h a t   t h e   a n t e n n a   h a s     t h e   m a xi m u m   re f l e ct e d   p o w e o f   1 2 . 9 % .       4 . 2 .   G a i n   a n d   D i r e c ti v i ty   Pe r f o r m a n c e   Me a n w h i l e ,   g a i n   a n d   d i re ct i v i t p e r f o r m a n ce   a re   a n o t h e u se f u l   i n f o r m a t i o n   f o d e s cri b i n g   t h e   a n t e n n a   p e r f o r m a n ce .   G a i n   i s   co n t r o l l i n g   a n t e n n a   e f f i c i e n cy  i n   t e r m s   o f   ra d i a t i o n   i n t e n s i t y ,   w h i l e   d i re ct i v i t o n l y   d e s cri b e s   t h e   d i re ct i o n a l   p ro p e rt i e s   o f   t h e   a n t e n n a   i n   t e r m s   o f     t h e   p a t t e rn .   T h e   g a i n   a n d   d i re ct i v i t p e r f o r m a n ce s   f o e a ch   d e s i g n a t e d   f re q u e n cy   o f   s i n g l e   a n t e n n a s   a n d   a rra y s   a re   d e p i ct e d   i n   T a b l e   3 .   T h e   2 x 2   a rra a n t e n n a   co n f i g u ra t i o n s   f o a l l   d e s i g n a t e d   f re q u e n ci e s   p e r f o r t h e   h i g h e s t   g a i n   a n d   d i re ct i v i t co m p a re d   t o   t h e   s i n g l e   a n t e n n a   a n d   1 x 2   l i n e a a rra a n t e n n a .   T h i s   i s   d u e   t o   t h e   s u mm a t i o n   o f   g a i n   f ro m   t h e   i n d i v i d u a l   a n t e n n a s ,   w h i ch   i s   cl o s e l y   re l a t e d   t o   t h e   a n t e n n a s   ra d i a t i o n   i n t e n s i t y.   T h i s   i n d i ca t e s   t h a t   t h e   p ro p o s e d   l i n e a a n d   p l a n a a rra a n t e n n a   i s   s u p e ri o t o   t h e   s i n g l e   a n t e n n a   i n   t e r o f   g a i n   a n d   d i re c t i v i t 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 .   17 ,   N o .   5 ,   O c t o b e 2 0 1 9 :   2258 - 2 2 6 7   2264   p e rf o r m a n ce   a s   s h o w n   g ra p h i ca l l i n   F i g u re   9 .   As   t h e   n u m b e o f   a n t e n n a e   i n cre a s i n g ,   t h e   l a rg e s i ze   o f   a n t e n n a   i s   o b t a i n e d ,   t h u s ,   a   l a rg e p o w e i s   t ra n s m i t t e d   i n   t h e   d i re ct i o n   o f   p e a k   ra d i a t i o n   f ro a n   i s o t ro p i c   s o u rce .   Sp e c i f i ca l l y,   t h e   2 x 2   a rra y   a t   2 . 1   G H z   p e r f o r m s   t h e   h i g h e s t   t h e   g a i n   a n d   d i re ct i v i t a m o n g s t   t h e   d e s i g n a t e d   f re q u e n ci e s ,   w h i ch   a re   8 . 3 5   d a n d   8 . 3 6   d B i re s p e ct i v e l y.   T h u s ,   t h e   p ro p o s e d   a rra a n t e n n a s   a p p e a t o   b e   ca p a b l e   t o   h a n d l e   t h e   M I M O   s t ru ct u re   w i t h   i m p ro v e d   p e r f o r m a n ce   i n   t e r m s   o f   g a i n   a n d   d i re c t i v i t y   co m p a re d   t o   t h e   s i n g l e   a n t e n n a .   H e n ce ,   t h e s e   a rra a n t e n n a s   s e e m   t o   h a ve   a   f e a t u re   t h a t   s u p p o rt s   t h e   d i v e rs i t s ch e m e   o f   MI M O   s ys t e f o r   i m p ro v i n g   t h e   re l i a b i l i t o f   i n f o r m a t i o n   s i g n a l .           F i g u re   8 .   S i n g l e   a n t e n n a s     S 11   p e r f o r m a n ce       F i g u re   9 .   G a i n   p e r f o r m a n ce   f o r   s i n g l e   a n t e n n a   a n d   a rra ys       T a b l e   3 .   S i n g l e ,   1 x 2   a n d   2 x 2   An t e n n a   Arra Pe r f o r m a n ce s   o S 11 ,   G a i n ,   D i re ct i v i t y,     3   d Be a m w i d t h   and  Ba n d w i d t h   T y p e   F r e q u e n c y   (G H z )   S 11   (d B)   G a i n   (d B)   D i r e c t i v i t y   (d B i )   3   d B e a m w i d t h   (D e g r e e )   B a n d w i d t h   ( M H z )   Si n g l e     0 . 8 0   - 1 4 . 3 2   0 . 7 5 6   0 . 9 9 2   2 6 0 . 7   1 6 0   0 . 8 5   - 2 4 . 1 7   1 . 3 1   1 . 4 7   2 5 2 . 7   0 . 9 0   - 1 3 . 2 4   1 . 6 4   1 . 7 3   2 4 2 . 6   1 . 8 0   - 1 4 . 2 6   1 . 1 8   1 . 0 4   2 6 3 . 8   4 0 0   2 . 1 0   - 1 7 . 7 1   2 . 1 9   2 . 1 8   8 7 . 1   2 . 6 0   S 11s = - 1 2 . 1 6   S 11m = - 1 7 . 5 1   1 . 8 3   2 . 1 7   8 8 . 0   BW s = 5 0   BW m = 3 0   1 x 2   Arr a y     0 . 8 0   - 2 0 . 1 3   3 . 2 6   3 . 2 2   6 3 . 4   2 1 0   0 . 8 5   - 1 2 . 8 2   3 . 8 0   3 . 9 1   5 8 . 8   0 . 9 0   - 1 0 . 4 9   3 . 8 9   4 . 0 8   5 6 . 0   1 . 8 0   - 1 0 . 1 2   3 . 7 4   3 . 5 4   5 8 . 9   3 7 0   2 . 1 0   - 1 4 . 0 2   5 . 0 2   5 . 0 0   5 0 . 2   2 . 6 0   - 1 8 . 2 6   4 . 4 7   4 . 7 1   5 3 . 9   50   2 x 2   Arr a y   0 . 8 0   - 1 0 . 8 4   6 . 0 8   6 . 0 3   6 0 . 0   1 1 0   0 . 8 5   - 1 3 . 0 8   6 . 2 8   6 . 4 2   5 6 . 2   0 . 9 0   - 1 0 . 2 1   6 . 3 5   6 . 7 0   5 3 . 7   1 . 8 0   - 1 1 . 0 7   7 . 3 2   7 . 0 4   5 7 . 0   4 3 0   2 . 1 0   - 1 4 . 2 8   8 . 3 5   8 . 3 6   4 9 . 5   2 . 6 0   - 1 6 . 1 6   7 . 7 8   8 . 1 9   5 3 . 8   50       4 . 3 .   I s o l a t i o n   Pe r f o r m a n c e   T h e   i s o l a t i o n   o m u t u a l   co u p l i n g   b e t w e e n   t w o   a d j a ce n t   o m o re   a n t e n n a s ,   w h e t h e o n e   a n d / o b o t h   a re   t ra n s m i t t i n g   o re ce i v i n g ,   i s   a n o t h e f u n ct i o n   t o   m e a s u re   t h e   a n t e n n a   p e rf o r m a n ce .   T h e   u n d e s i ra b l e   ch a ra ct e r i s t i c   t h a t   ca u s e d   b t h e   e n e rg f ro t h e   ra d i a t e a n t e n n a   i s   a b s o rb e d   b t h e   n e a re s t   a n t e n n a   cre a t e s   a   l i mi t a t i o n   f o a n   a rra a n t e n n a   t h a t   l e a d t o   d e g ra d a t i o n   o f   t h e   a n t e n n a   e f f i c i e n cy  a n d   a l t e re d   t h e   a n t e n n a s   ra d i a t i o n   p a t t e rn .   T yp i ca l l y ,   i s o l a t i o n   s h o u l d   b e   l o w e t h a n   - 1 5   d t o   o b t a i n   t h e   m a xi m u r a d i a t e d   p o w e f ro t h e   a rra 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       An t e n n a   a rra d e si g n   w i t h   re ct a n g u l a ri n g   sl o t   f o 5 G   t e ch n o l o g y . . .   (N u I l h a Al i ya a   I sh a k)   2265   a n t e n n a .   H e n ce ,   t h e   o p t i ma l   i n t e r - e l e m e n t   s p a ci n g   o f   2   i s   p re c i s e l ch o s e n   t o   mi n i m a l     t h e   m u t u a l   co u p l i n g   e f f e ct .   T h e   m u l t i p l e   a n t e n n a s   f o r   t h e   p ro p o s e d   2 x 2   p l a n a a rra y   s h o w   a   g o o d   p e rf o r m a n ce   i n   t e r o f   i s o l a t i o n   p e r f o r ma n ce ,   w h i ch   l i s t e d   i n   T a b l e   4 .   T h e   m u t u a l   co u p l i n g   p e rf o r m a n ce s   f o a rra ys   a t   0 . 8 0 ,   0 . 8 5 ,   0 . 9 0 ,   1 . 8   a n d   2 . 1   G H a re   g i v e n   a s   l e s s   t h a n   - 3 2 . 4 0   d B   - 2 5 . 7 1   d B,   - 3 0 . 7 4   d B ,   - 1 7 . 6 7   d B   a n d   - 2 4 . 4 8   d B ,   re s p e ct i v e l y .   W h i l s t ,   i t   ca n   b e   o b s e r v e d   t h a t     t h e   i s o l a t i o n   b e t w e e n   t h e   a d j a ce n t   e l e m e n t s   o f   t h e   a rra y   a t   2 . 6   G H z   a re   w o rs t   b u t   s t i l l   s i g n i f i ca n t l l o w e r,   t h a t   l e s s   t h a n   - 1 5 . 9 6   d a s   i l l u s t ra t e d   i n   F i g u re   1 0   a n d   n o t e d   f ro m   T a b l e   4 .   F ro m   t h e   s i m u l a t i o n   re s u l t s   o b t a i n e d ,   t h e   p ro p o s e d   a rra a n t e n n a s   h a v e   a   g o o d   i s o l a t i o n   a m o n g   t h e   e l e m e n t s   t h a t   w i l l   s u p p o rt   a   g o o d   p e r f o r m a n ce   o f   M I MO   s ys t e m .           F i g u re   1 0 .   I s o l a t i o n   o f   2 . 6   G H a rra y       T a b l e   4 .   I s o l a t i o n   Pe r f o r m a n ce s   o f   t h e   2 x 2   P l a n a Arra ys   F r e q u e n c y   (G H z )   S 12     (d B)   S 13     (d B)   S 14     (d B)   S 23     (d B)   S 24     (d B)   S 34     (d B)   0 . 8 0   - 3 2 . 4 0   - 3 9 . 6 9   - 3 9 . 6 5   - 1 1 6 . 6 6   - 3 9 . 6 7   - 3 9 . 6 0   0 . 8 5   - 2 5 . 7 1   - 4 1 . 3 4   - 4 1 . 3 5   - 1 1 9 . 0 0   - 4 1 . 3 0   - 4 1 . 3 1   0 . 9 0   - 3 0 . 7 4   - 3 8 . 6 9   - 3 8 . 6 9   - 1 2 1 . 7 1   - 3 8 . 6 5   - 3 8 . 6 6   1 . 8 0   - 1 7 . 6 7   - 2 4 . 2 8   - 2 8 . 9 1   - 2 8 . 9 2   - 2 4 . 2 6   - 1 7 . 8 0   2 . 1 0   - 2 4 . 6 5   - 3 0 . 4 8   - 2 7 . 2 8   - 2 7 . 2 8   - 3 0 . 4 8   - 2 4 . 4 8   2 . 6 0   - 1 6 . 1 2   - 1 7 . 0 8   - 2 2 . 8 6   - 2 2 . 8 6   - 1 7 . 0 8   - 1 5 . 9 6       4 . 4 .   R a d i a ti o n   Pa tte r n   R a d i a t i o n   p a t t e rn   p re s e n t s   t h e   d i s t ri b u t i o n   o f   ra d i a t e d   e n e rg i n   t h e   f a r   f i e l d   re g i o n ,   i s   t h e   ke p e r f o r ma n ce   o f   t h e   a n t e n n a ,   w h e re   i t   p ro v i d e s   i n f o r m a t i o n   o f   ra d i a t i o n   i n t e n s i t y,   f i e l d   s t re n g t h ,   d i re ct i v i t y ,   a n d   p h a s e .   T yp i ca l l y ,   t h e   s i n g l e   a n t e n n a   e l e m e n t   h a s   re l a t i v e l w i d e   ra d i a t i o n   p a t t e rn   a n d   l o w   d i re ct i v i t y,   w h i l e   t h e   m u l t i p l e   a n t e n n a s   i n   a n   a rra co n f i g u ra t i o n   i s   a n   a l t e rn a t i v e   t o   a ch i e v e   h i g h   d i re c t i v i t y   w i t h   a   n a rro w   b e a m   a s   ca n   b e   n o t e d   f ro t h e   p l o t t e d   ra d i a t i o n   p a t t e rn s   i n   F i g u re   1 1 .   T h e s e   s i m u l a t e d   ra d i a t i o n   p a t t e rn s   a t   d i f f e re n t   f re q u e n ci e s   a re   ca p t u re d   a t   E - f i e l d   ( = 0 ).   As   t h e   p a t t e rn s   f o r   0 . 8 ,   0 . 8 5   a n d   0 . 9   G H z   a re   s i mi l a r,   o n l y   0 . 8 5   G H ra d i a t i o n   p a t t e rn   i s   s h o w n   i n   F i g u re   1 1 .   Ba s e d   o n   t h e   ra d i a t i o n   p a t t e rn s   o b t a i n e d ,   t h e   s i n g l e   a n t e n n a s   f o w h o l e   d e s i g n a t e d   f re q u e n ci e s   p e rf o r m   a l m o s t   a n   o m n i - d i re ct i o n a l   p a t t e rn .   W h i l e ,   t h e   1 x 2   a n d   2 x 2   a rra y   d e m o n s t ra t e   a n   a l m o s t   e i g h t - s h a p e   p a t t e rn   w i t h   t h e   m a i n   b e a m s   a t     and  180° ,   w h i ch   q u i t e   s i mi l a r   t o   a   d i p o l e   a n t e n n a .   R e f e rr i n g   t o   T a b l e   3 ,   t h e   3   d b e a m w i d t h   o f   s i n g l e   a n t e n n a s   f o a l l   d e s i g n a t e d   f re q u e n ci e s   i s   b ro a d e co m p a re d   t o   t h e   3   d b e a m w i d t h   o f   1 x 2   a n d   2 x 2   a rra a n t e n n a s .   T h i s   s h o w s   t h a t   t h e   i n cr e m e n t   o f   a n t e n n a   a d d s   u p   t h e   m a xi m u ra d i a t i o n s   i n   a   p a rt i cu l a d i re ct i o n .         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 .   17 ,   N o .   5 ,   O c t o b e 2 0 1 9 :   2258 - 2 2 6 7   2266   0 . 8 5   G H z         1 . 8   G H z         2 . 1   G H z         2 . 6   G H z         ( a S i n g l e   (b 1 x 2   (c 2 x 2     F i g u re   1 1 .   R a d i a t i o n   p a t t e rn s   f o n o r m a l i ze d   g a i n   a t   0 . 8 5 ,   1 . 8 ,   2 . 1   a n d   2 . 6   G H z   f o   (a s i n g l e   a n t e n n a ,   (b )   1 x 2   l i n e a a rra a n d   (c)   2 x 2   p l a n a a rra y       5 .   C o n c l u s i o n   T h e   p ro p o s e d   p a t ch   a n t e n n a   w i t h   re ct a n g u l a r - s h a p e d   ri n g   s l o t   a n d   t h e   p a rt i a l   g ro u n d   p l a n e   h a s   b e e n   u s e d   i n   t h e   d e s i g n   o f   2 x 2   p l a n a a rra y.   T h e   co a x i a l   p ro b e   i s   u t i l i ze d   t o   f e e d   e a ch   o f   e l e m e n t s   t h a t   a l l o w s   t h e   a rra t o   p e r f o r a s   a   s i n g l e   a n t e n n a ,   1 x 2   l i n e a a rra y   a n d   2 x 2   p l a n a a rra y.   T h e   d e s i g n s   co n s i d e t h re e   d i f f e re n t   ce n t e f re q u e n ci e s   o f   0 . 8 5 ,   1 . 9 ,   a n d   2 . 6   G H z.   T h e s e   ce n t e f re q u e n c i e s   h a v e   b e e n   ch o s e n   t o   co v e r   t h e   p ro p o s e d   5 G   s p e ct ru m   u n d e 6   G H co n ce rn i n g   0 . 8 ,   0 . 8 5 ,   0 . 9 ,   1 . 8 ,   2 . 1 ,   a n d   2 . 6   G H z .   T h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   t h e   re ct a n g u l a r - s h a p e d   ri n g   s l o t   i n   t h e   d e s i g n   h a s   i m p ro v e d   t h e   f l o w   o f   c u rre n t   d e n s i t t h a t   l e a d   t o   t h e   b ro a d e b a n d w i d t h .   F u rt h e r m o re ,   t h e   i n t e re l e m e n t   s p a ci n g   o f   2   i n   t h e   a rra y   co n f i g u ra t i o n   h a s   p ro v i d e d   a   l o w   m u t u a l   co u p l i n g   e f f e ct ,   w h i ch   l e s s   t h a n   - 1 5 . 9 6   d B.   T h e   p ro p o s e d   2 x 2   p l a n a a rra a n t e n n a   co n f i g u ra t i o n s   f o r   a l l   d e s i g n a t e d   f re q u e n ci e s   h a v e   d e m o n s t ra t e d   t h e   p e r f o r ma n ce   o f   g a i n   a n d   d i re ct i v i t y   a s   e x p e c t e d   co m p a re d   t o   t h e   s i n g l e   a n t e n n a   a n d   1 x 2   l i n e a a rra y,   s p e ci f i ca l l y   a t     2 . 1   G H z   w i t h   t h e   g a i n   o f   8 . 3 5   d a n d   d i re ct i v i t o f   8 . 3 6   d B i .   H e n ce ,   t h e   p ro p o s e d   p l a n a a rra a p p a re n t l a p p l i ca b l e   f o r   M I M O   o f   5 G   m o b i l e   t e ch n o l o g w i t h   h i g h   g a i n ,   d i re ct i v i t y,   l o w e m u t u a l   co u p l i n g ,   a s   w e l l   a s   g o o d   i s o l a t i o n   b e t w e e n   t h e   a d j a ce n t   e l e m e n t s .       A c k n o w l e d g e m e n ts   T h i s   w o rk  w a s   s u p p o rt e d   b M i n i s t ry   o f   Ed u ca t i o n   Ma l a ys i a   (M O E)   a n d     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)   t h ro u g h   F l a g s h i p ,   H i C o E ,   PR G S   a n d   F R G S   G ra n t   w i t h     t h e   re s p e ct i v e   v o t e   n u m b e o f   0 3 G 4 1 ,   4 J2 1 2   a n d   4 J2 1 6 ,   4 L 6 8 4   a n d   5 F 0 4 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       An t e n n a   a rra d e si g n   w i t h   re ct a n g u l a ri n g   sl o t   f o 5 G   t e ch n o l o g y . . .   (N u I l h a Al i ya a   I sh a k)   2267   R e fe r e n c e s   [ 1 ]   S h e e t a l .   A r ch i t e ct u r e   o f   5 G   T e ch n o l o g i n   M o b i l e   C o m m u n i ca t i o n .   i n   P r o ce e d i n g o f   1 8 th   I R F   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n ce .   2015 .   Ja n u a r y :   43 45.   [ 2 ]   X   P a n g ,   W   H o n g ,   T   Y a n g ,   L   L i D e si g n   a n d   I m p l e m e n t a t i o n   o f   a n   A c t i ve   M u l t i b e a m   A n t e n n a   S ys t e m   w i t h   6 4   R F   C h a n n e l s   a n d   2 5 6   A n t e n n a   E l e m e n t s   f o r   M a s si ve   M I M O   A p p l i ca t i o n   i n   5 G   W i r e l e ss  C o m m u n i ca t i o n s C h i n a   C o m m u n i ca t i o n s .   2 0 1 4 ;   11 ( 11 ):   16 23.   [ 3 ]   C X   W a n g   e t   a l .   C e l l u l a r   A r ch i t e ct u r e   a n d   K e T e ch n o l o g i e 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 ks .   I E E E   C o m m u n i ca t i o n M a g a zi n e .   2 0 1 4 ;   52 ( 2 ):   122 130.   [ 4 ]   A   O sse i r a n   e t   a l .   S ce n a r i o f o r   5 G   M o b i l e   a n d   W i r e l e ss   C o m m u n i ca t i o n s:   T h e   V i si o n   o f   t h e   M E T I S   p r o j e ct .   I E E E   C o m m u n i ca t i o n M a g a zi n e .   2014 52 ( 5 ):   26 3 5 .   [ 5 ]   JG   A n d r e w e t   a l .   W h a t   w i l l   5 G   b e ? .   I E E E   Jo u r n a l   o n   S e l e ct e d   A r e a s   i n   C o m m u n i ca t i o n s .   2 0 1 4 32 ( 6 ):   1065 1 0 8 2 .   [ 6 ]   H   M a g r i ,   N   A b g h o u r ,   M   O u z z i f K e C o n ce p t s   o f   5 t h   G e n e r a t i o n   M o b i l e   T e ch n o l o g y .   I n t e r n a t i o n a l   Jo u r n a l   o f   E l e ct r i ca l ,   C o m p u t e r ,   E n e r g e t i c,   E l e ct r o n i a n d   C o m m u n i ca t i o n   E n g i n e e r i n g .   2015 9 ( 4 ):    448 4 5 1 .   [ 7 ]   K   Z h a o ,   Z   Y i n g ,   S   M e m b e r ,   S   He E M F   E x p o su r e   S t u d y   C o n ce r n i n g   m m W a ve   P h a se d   A r r a y   i n   M o b i l e   D e vi ce f o r   5 G   C o m m u n i ca t i o n .   I E E E   A n t e n n a s   a n d   W i r e l e ss  P r o p a g a t i o n   L e t t e r s .   2 0 1 6 15 :   1132 1 1 3 5 .   [ 8 ]   D   C o l o m b i ,   B   T h o r s ,   C   T ö r n e vi k I m p l i ca t i o n s   o f   E M F   E x p o su r e   L i m i t s   o n   O u t p u t   P o w e r   L e ve l f o r   5 G   D e vi ce A b o ve   6   G H z .   I E E E   A n t e n n a a n d   W i r e l e ss  P r o p a g a t i o n   L e t t e r s 2 0 1 5 14 :   1 2 4 7 1 2 4 9 .   [ 9 ]   S F   J i l a n i A   A l o m a i n y .   M i l l i m e t r e - w a ve   T - sh a p e d   a n t e n n a   w i t h   d e f e c t e d   g r o u n d   st r u c t u r e s   f o r   5 G   w i r e l e ss  n e t w o r ks .   2 0 1 6   L o u g h b o r o u g h   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n   C o n f e r e n ce ,   L A P C   2 0 1 6   2 0 1 7   L a p 2 0 1 6 :   8 1 3 .   [ 1 0 ]   H   Y u a n ,   C   W a n g ,   Y   L i ,   N   L i u ,   G   C u i T h e   D e si g n   o f   A r r a y   A n t e n n a s   U se d   f o r   M a ssi ve   M I M O   S yst e m   i n   t h e   F i f t h   G e n e r a t i o n   M o b i l e   C o m m u n i ca t i o n .   i n   2 0 1 6   1 1 th   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   A n t e n n a s ,   P r o p a g a t i o n   a n d   E M   T h e o r y   ( I S A P E ) 2016 75 78.   [ 1 1 ]   R M a i l l o u x ,   JF   M c I l ve n n a ,   N P   K e r n w e i s M i c r o s t r i p   A r r a T e ch n o l o g y .   I E E E   T r a n s a ct i o n o n   A n t e n n a a n d   P r o p a g a t i o n .   1 9 8 1 29 ( 1 ):   25 3 7 .   [ 1 2 ]   Ja m e s P   H a l l .   H a n d b o o o f   M i c r o s t r i p   A n t e n n a s S t e ve n a g e ,   U n i t e d   K i n g d o m :   I n s t i t u t i o n   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   T e ch n o l o g ( I E T ) .   1 9 8 9 ;   2 ( 2 ) .   [ 1 3 ]   I B a h l ,   P   B h a r t i a D e si g n   C o n si d e r a t i o n i n   M i cr o st r i p   A n t e n n a   F a b r i ca t i o n .   i n   10 th   E u r o p e a n   M i cr o w a ve   C o n f e r e n ce ,   1 9 8 0 .   1980 :   1 2 2 1 2 6 .   [ 1 4 ]   M R I M R I   F a r u q u e ,   M I M I   H o s sa i n ,   M T M T   I s l a m ,   M I M I   H o ssa i n L o w   sp e ci f i c   a b so r p t i o n   r a t e   m i c r o s t r i p   p a t ch   a n t e n n a   f o r   ce l l u l a r   p h o n e   a p p l i ca t i o n s .   I E T   M i cr o w a ve s,   A n t e n n a s   &   P r o p a g a t i o n .   2015 9 ( 14 ):   1540 1 5 4 6 .   [ 1 5 ]   T A M a r y ,   S P r i ya d a r sh i n i ,   C S   R a vi ch a n d r a n ,   D   S u g u m a r I n ve st i g a t i o n   o f   S A R   o n   H u m a n   H e a d   M o d e l l i n g   u si n g   P a t ch   A n t e n n a   i n   M o b i l e   C o m m u n i ca t i o n   f o r   D u a l   B a n d   F r e q u e n cy .   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n ce   o n   E m e r g i n g   T r e n d i n   R o b o t i cs  a n d   C o m m u n i ca t i o n   T e ch n o l o g i e s,   I N T E R A C T - 2 0 1 0 .   2010 121 1 2 4 .   [ 1 6 ]   N   C r i sp i m ,   R   P e n e d a ,   C   P e i x e i r o S m a l l   D u a l - B a n d   M i cr o st r i p   P a t ch   A n t e n n a   A r r a f o r   M I M O   S yst e m   A p p l i ca t i o n s .   i I E E E   A n t e n n a a n d   P r o p a g a t i o n   S o c i e t S y m p o s i u m .   2004 ;   1 :   237 2 4 0 .   [ 1 7 ]   W   Z h o u T   A r s l a n A   B i d i r e ct i o n a l   P l a n a r   M o n o p o l e   A n t e n n a   A r r a y   f o r   W i F i / B l u e t o o t h   a n d   L T E   M o b i l e   A p p l i ca t i o n s .   i 2 0 1 3   L o u g h b o r o u g h   A n t e n n a s   &   P r o p a g a t i o n   C o n f e r e n ce   ( L A P C ) ,   2 0 1 3 .   2 0 1 3 ;   1 ( N o ve m b e r ):   186 1 8 9 .   [ 1 8 ]   W   S w e l a m ,   M   A l i   S o l i m a n ,   A   G o m a a ,   T   T a h a C o m p a c t   D u a l - B a n d   M i cr o st r i p   P a t ch   A r r a y   A n t e n n a   f o r   M I M O   4 G   C o m m u n i ca t i o n   S ys t e m s .   i n   I E E E   A n t e n n a a n d   P r o p a g a t i o n   S o ci e t y   S y m p o si u m .   2010 1 ( 1 ):   94 1 0 0 .   [ 1 9 ]   M   S a l a r p o u r ,   F   F a r z a n e h ,   R B   S t a sz e w ski D e si g n   P r o ce d u r e   o f   a   U - S l o t   P a t ch   A n t e n n a   A r r a f o r     6 0   G H z   M I M O   A p p l i ca t i o n .   i n   2 0 1 8   1 4 th   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n ce   o n   A d va n ce d   T r e n d s   i n   R a d i o e l e cr t r o n i cs ,   T e l e co m m u n i ca t i o n a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( T C S E T ) .   2018 :   612 6 1 5 .   [ 2 0 ]   K u m a r S S   S h i r g a n C o m p a c t   P a r t i a l   G r o u n d   P l a n e   1 x2   P a t ch   A n t e n n a s .   P r o ce e d i n g s   2 0 1 4   6 th   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n ce   o n   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n ce   a n d   C o m m u n i ca t i o n   N e t w o r ks,   C I C N   2 0 1 4 .   2014 :   33 3 7 .   [ 2 1 ]   C E   B a l a n i s .   A n t e n n a   T h e o r y:   A n a l ys i s   a n d   D e si g n .   3 rd   E d i t i o n .   H o b o ke n ,   N e w   Je r se y:   Jo h n   W i l e y   &   S o n s,   I n c.   2 0 0 5 .   [ 2 2 ]   JY   C h u n g P M   N g u ye n C h a r a ct e r i sa t i o n   o f   a n t e n n a   su b s t r a t e   p r o p e r t i e u si n g   s u r r o g a t e - b a se d   o p t i m i sa t i o n .   I E T   M i cr o w a ve s ,   A n t e n n a s   &   P r o p a g a t i o n 2 0 1 5 9 ( 9 ):   867 8 7 1 .   [ 2 3 ]   M H M   S a l l e h ,   N   S e m a n ,   R   D e w a n T h e   I n ve st i g a t i o n   o f   S u b st r a t e D i e l e ct r i P r o p e r t i e f o r   I m p r o v i n g   t h e   P e r f o r m a n ce   o f   W i t r i c i t D e vi ce s .   A p p l i e d   C o m p u t a t i o n a l   E l e ct r o m a g n e t i cs  S o ci e t Jo u r n a l 2017 32 ( 1 ):   24 3 0 .   [ 2 4 ]   N N   A l - a r e q i ,   N   S e m a n ,   T A   R a h m a n P a r a l l e l - C o u p l e d   L i n e   B a n d p a ss   F i l t e r   D e si g n   U s i n g   D i f f e r e n t   S u b st r a t e f o r   F i f t h   G e n e r a t i o n   W i r e l e ss  C o m m u n i ca t i o n   A p p l i ca t i o n s 2 0 1 5 3 6.   [ 2 5 ]   MN   S a d i ku .   E l e m e n t   o f   E l e ct r o m a g n e t i c s ,   I n t e r n a t i o .   N e w   Y o r k,   U n i t e d   S t a t e s:   O x f o r d   U n i ve r s i t P r e ss  I n c .   2014 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.