T E L K O MN I K A  T el eco m m u n i ca t i o n ,  C o m p u t i n g ,  E l ect ro n i cs  a n d  C o n t ro l   Vo l .   1 8 , N o .   5 O ct o b er   2020 , p p 2328 ~ 2334   I S S N :  1693 - 6930 ,  a c c r e di t e d F i r s t  G r a de  by K e m e nr i s t e kdi kt i ,  D e c r e e  N o:  21/ E / K P T / 2018   D O I :  10. 12928/ T E L K O M N I K A . v1 8 i 5 . 15953     2328       Jou r n al  h om e page ht t p: / / j our nal . uad . ac . i d/ i nde x . php/ T E L K O M N I K A   D ef ect i v e g ro un d s t r uc t u re   a nd  co m pl i m en t a ry  s pl i t  ri ng   res o na t o r   l o a d ed  co m pa c t  w i de ba n d a nt en na     f o r ra di o l o ca t i o n a p pl i ca t i o ns       N e l ap at i  A n an d a  R ao , S i d d ai ah  P .   De pa r tm e n t of  E le c tr on ic s a n d C om m un ic a t io n E ng ine e r in g,     Ac ha r ya  Na ga r ju na  U ni ve r s it y C ol le g e  of  E ng ine e r in g a nd  Te c hn ol og y ,   I nd ia       A rt i cl e I n f o     AB S T RACT   A r tic le  h is to r y :   R ecei v ed   F e b 29,  2020   R e vi s e d A pr  24,  2020   A ccep t ed   M a y 10,  2020       A wi de ba nd c om pa c t a n te n na  w it h w o B a n dw id th e n h a nc e m e n t te c hn iq ue s   int e n de d f or  r a d io loc a ti on a p pl ic a t io ns i s pr e se nte d .  De f e c tive  gr ou nd   str u c t ur e  ( DG S )  is use d t o e nha nc e  the  ba nd wi dt h a nd c o m plim e n ta r s pl it  r i ng  r e so na t or   ( C S R R )  ha s be e n use d to ge ne r a te  the  ba n dwi dt h a t the  l owe r   f r e que nc of   the  a nte nna  w hic h br in gs c om pa c na t ur e .  A c oa x f e e d  pa tc h   a nte nna  r a dia ti ng a t X - ba n d f r e q ue nc y of   10   G Hz  i loa de wi th DG S     a nd C S R R .  P r op os e d a n te n na  w it h a  ba nd wi dt h of   3. 4   G Hz  ha s sh ow n     a  c ons ide r a ble  e n ha nc e m e nt i n the  a n te n na  ba n dw id th  whe n c om pa r e d wi th   the  a n te n na  wi th C S R R  a l one   wh ic h i s ha v in g a  ba n dw i dth  of  1. 1 5   GH z  a n   a  ba sic  pa tc h a nte nna  w ho se  ba nd wi dt h is 0. 91   G Hz .  P r opo se d a n te n na  i s   ha v in g om n i d ir e c t io na l r a dia ti on p a t te r n w it h a  ga in of  5. 0 1   dB   a nd wi th ou t   a ny  nu ll  i n the  c ove r a ge   a r e a .  A gr e a inc r e a se  i n the   c ur r e n t f ie ld s c a be   obs e r ve d t ha the  f ie l d c ur r e n ts  by  loa di ng  the  pa tc h a n d gr ou nd  wi th C S R R   a nd  DG S  r e s pe c t ive ly.   The   pa tc h c ur r e nt ha ve  inc r e a s e d f r om   2. 76   v / m   to  3. 25 v /m  a nd t he  gr o un d c ur r e n ts ha ve  inc r e a se d f r o m  0   v/m  to 2. 4 5   v/m .   P r opo se d a n te n na  ha s be e n r e a l iz e d  a n d i ts  pe r f or m a n c e  is m e a sur e d u si ng   ve c t or  ne t wor k a na lyz e r ,  a   ne a r  m a tc h in  be t we e the  sim u la te d r e s ul t a n d   m e a sur e d r e su lt  is o bse r ve d.   Ke y wo r d s :   C o m p act   CS R R   DGS     R a di lo c a tio n   Wi d eb an d   T his  is  a o pe ac c e s ar tic le   u nde the   CC  B Y - SA   lic e n se .     C or r e s pon di n g A u t h or :   N el ap at i  A n an d a R ao ,     D e pa r t m e nt  of   E l e c t r oni c s  a nd C om m uni c a t i on  E n gi ne e r i ng E ngi ne e r i ng ,   A c ha r ya  N a ga r j una  U ni ve r s i t y C ol l e ge  of  E ngi ne e r i ng a nd  T e c hnol ogy,   G unt ur ,  A ndh r a  P r a de s h,  I ndi a .   E ma il:  an an d n el ap at i @ g m ai l . co m       1.   I NT RO DUC T I O N   O n e o f  t h e b as i r eq u i r em en t s   of  a ny R F  de vi c e  de s i gn t he s e  da y s  i s  t o ha ve  a  c om pa c t  s t r uc t ur e     f or  w hi c h w e  ne e d a  c om pa c t  a nt e nna  w i t h  hi gh b a ndw i dt h a nd a  c ons i de r a bl e  ga i n t o  m e e t  t he  da t a  t r a ns f e r   ne e ds  of  m ul t i pl e  a ppl i c a t i ons .  B y  ha vi ng c om pa c t  w i de ba nd  an t en n as ,   t he  ove r a l l  s y s te m s iz e  w ill b e  v e r y   s m a l l  a nd i t  c a n a c c om m oda t e  m ul t i pl e  a ppl i c a t i ons .  R a di ol oc a t i on i s  one  s uc h a ppl i c a t i on,  w hi c h r e qui r e     a  c om pa c t  ha ndhe l d de vi c e  t o l oc a t e  t he  obj e c t s  be ne a t h t he  gr ound.   T he s e  s ys t e m s  s houl d c ons um e  l ow  pow e r   t o ha ve  l ong w or ki n g hour s  a nd t o be  us e r  f r i e ndl y t he  de vi c e  s houl d be  of  s m a l l  s i z e .  T o m e e t  t hi s  r e qui r e m e nt   m a ny r e s e a r c he r s  ha ve  pr opos e d t e c hni que s  t o e n ha nc e  t he  a nt e nna  pa r a m e t e r s  a nd t o br i ng c om pa c t ne s s  t o   t he  a nt e nna ,  l i ke  t a ki ng t he  s ubs t r a t e s  w i t h hi gh di e l e c t r i c  c ons t a nt  t o a c hi e ve  c om pa c t ne s s  but  t he  c os t  of     t he  s ys t e m  i s  i nc r e a s i ng.  W e  c a n a l s o t r y i nc r e a s i ng t he  e l e c t r i c a l  l e ngt h  of  t he  pa t c h by  e t c hi ng s l ot s     i n t he  pa t c h  but  i t  i s   af f ect i n g   t he  r a di a t i on  pa t t e r n   of  t he  a nt e nna  a s  t he  f i e l d  c ur r e nt  di s t r i bu t i on  of  t h e  a nt e nna   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T el eco m m u n   C om put  E l   C ont r o l         D e f e c t i v e  gr ound s t r uc t u r e  and c om pl i m e nt ar y  s pl i t  r i ng r e s onat or  l oade d c om pac t   ..   ( N e l apat i  A nan da  R ao )   2329   el em en t s  ar af f ect ed .  N u lls  w ill  f o r m  in  th e  r a d ia ti o n  p a tte r n  w h e n  w e  e tc h  s lo ts  a n d  th e r e  w ill b e  n o  u n if o r mity   i n t he  pa t t e r n.   S imila r ly ,   di f f e r e nt  t e c hni que s  l i ke  l oa di ng pa t c h w i t h C S R R  s t r uc t ur e s ,  i nt r oduc i ng V I A s  w e r e   pr opos e but  e ve r y t e c hni que   i s  ha vi ng s om e  di s a dva nt a ge  m a ki ng i t  not  us e f ul   f or  t he  pr opos e d a ppl i c a t i on.     Y i  H ong X i e  i [ 1]  pr opos e d l oa di ng  a  C S R R  i t he  gr ound pl a ne  f or  dua l  ba nd ope r a t i on .  B ut  B ot t he  ba nds  a r e  ve r y  na r r ow  a nd  r e s ona t i ng w i t h   l i n ear  p o l ar i zat i o n .  M o h am m ad  S aeed  M aj ed i  i n  [ 2 ]   p r o p o s ed   i nt r oduc i ng t w v er t i cal s   m e t a l l i c  V I A s  a nd a r e  l o a de d i nt o t he  r e c t a ngul a r  pa t c h f o r  dua l  ba nd ope r a t i on but   t he   i m pe da nc e  ba ndw i dt h a t  bot h  t he  ba nds  i s  l o w .  B ut  B i nf e ng  Z ong  i n [ 3 ]  p r opos e d f our  a nnul a r  r i ng  s l ot   l oa de d M us hr oom  U ni t  C e l l s  a r e  l oa de d i nt o  t he  pa t c h f o r  dua l  ba nd ope r a t i on .  B ut  t he  10 - dB  r e t ur n l os s   ba ndw i dt h a t  pa t c h m ode  ba nd a nd   l ef t - ha nd   ba nd i s l o w .   M a ny  r e s e a r c he r s  pr opos e d l oa di ng of  a  s i ng l e  C S R R   s t r uc t ur e  i n  pa t c h o r  i n  t he  g r ound  t o a c hi e ve  dua l  f r e que nc y of  ope r a t i on   an d  co m p act  s i ze.   H ui  Z ha ng [ 4]   pr opos e d a n a nt e nna  i n w hi c h t w o t ype s  of  C S R R s  a r e  pr e s e nt e d of  w hi c h one  i s   pe r pe ndi c ul a r   a nd t he   ot he r   is   pa r a l l e l .  P e r pe ndi c ul a r  C S R R  i s  us e f ul  f o r  ge ne r a t i ng w i de  ba ndw i dt h  w he r e  a s  t he  pa r a l l e l  t ype   C S R R  i s   us e f ul  f or  ge ne r a t i ng  dua l  ba nds .   I n t h i s  w a y du a l  f r e que nc y  of  ope r a t i on  i s  ge ne r a t e d.   I g en er a l ,   CS RR   s t r u ct u r es  ar e l o a d e d i n t h e   r a d ia tin g  e le me n t.   B u t J .   X .  N i u  [ 5 ]  pr opos e d a  ne w  t e c hni que  o f   l oa di ng  a  C S R R   i n t he  gr ound pl a ne   f or  dua l  ba nd ope r a t i on.  B ut   B ot h t he  ba nds  a r e  ve r y na r r ow  a nd  r e s ona t i ng w i t l i n ear   p o la r iz a tio n S ev er al  s i n g l e - l a ye r ,  s i ngl e - f eed  C S R R  l o ad ed  an t en n a s t r uc t ur e s  a r e   s ugge s t e d f or  dua l  ba nd   ope r a t i on w he r e  r e s e a r c he r s  us e d C S R R  e i t he r  f or  l oa di ng i nt t he  pa t c h or  i nt o t he  g r ound pl a ne .  H ow e ve r ,   t he  r e por t e d 10 - dB  r e t ur n  l os s  ba ndw i dt h a t  bo t h t he  ba nds  i s  na r r ow .     T hus ,   t he s e  a nt e nna s  do not  s e r ve  t he   mo d er n - d ay   r eq u i r em en t s   [ 6 - 25 ] .  F o r  a ll th e   a bove - m e nt i one d   t e c hni que s  w e  a r e  a bl e  t o a c hi e ve  c om pa c t ne s s  but  t he  ba ndw i dt h  of  t he  a nt e nna  i s  ve r y  l ow  a t  bot h     t h e o p er at i n g  f r eq u en ci es .  I f  w e can  d es i g n  a C S R R  s t r u ct u r e an d  a D G S  s t r u ct u r e s u ch  t h e g en er at ed  n ew   f r e que nc y by C S R R   i s  n ear er  t o   t h e l o w er  s i d e o f   f unda m e nt a l  f r e que nc y of  t he  a nt e nna  a nd  t he  ge ne r a t e d ne w   f r e que nc y by D G S   i s  ne a r e r  t o t he  uppe r  s i de   of  f u n d am en t al  f r eq u en cy  o f  t h e an t en n a t h en  w e can  i n cr eas e   t he  ba ndw i dt h of  t he  a nt e nna  a nd t hi s  t e c hni que  i s   pr e s e nt e d i n t hi s  c om m uni c a t i on.   A  D G S  a n d  CS RR l o a d e d   c om pa c t  w i de ba nd a nt e nna  i s  pr opos e d i n t h i s  c om m uni c a t i on t o ove r c om e  a l l  t he s e  dr a w ba c ks  a nd  s e r ve     f or  r a di ol oc a t i on  a ppl i c a t i on.         2.   P R O P O S E D ANT E NNA   A  w i de ba nd a nt e nna  i s  pr e s e nt e d i n  t hi s  c om m uni c a t i on w hi c h i s  ha vi ng   co m p act  ch ar act er i s t i c   a n c a n be  us e d f or  t he  r a di ol oc a t i on a ppl i c a t i ons A  b as i c co ax  f eed  p at ch  an t en n a r ad i at i n g  at  X - ba nd f r e que nc y   of  10   G H z  i s  l oa de d w i t h D G S  a nd C S R R .  T he  ove r a l l  s i z e  of  t he  a nt e nna  i s  15× 15× 1. 6   m m .  P r opos e d a nt e nna   i s  de s i gne d a nd r e l i a z e d on a  F R 4 l a m i na t e .   I n t he  ba s i c  a nt e nna  t he  f unda m e nt a l  s t r uc t ur e  of     t h e r ad i at i n g  el em en t  i s  a  r ect an g u l ar  s he e t  a nd  t he  gr ound pl a ne   i s  a  uni f o r m  s t r uc t u r e .   T he n i n  t he  n e xt  s t a ge   t he  r a di a t i ng e l e m e nt  i s  l oa de d w i t h t he  C S R R   s t r uc t ur e  t o i nc r e a s e  t he  ba ndw i dt h a t  t he  l ow e r  s i de  of     t he  r e s ona t i ng f r e que nc y a nd m a ki ng  t he  a nt e nna  a  c om pa c t  one .  A nd  i n t he   f ur t h er  s t ag e a D G S  i s  l o ad ed     i n t he  gr ound  pl a ne  t o i nc r e a s e  t he  ba ndw i dt h o f  t h e  a nt e nna  a t  t he  hi ghe r  s i de  o f  r e s ona t i ng f r e que nc y m a ki ng   t he  a nt e nna  a  w i de ba nd a nt e nna .  T he  t op  vi e w  a nd  r a r e  vi e w  of  f unda m e nt a l  a nt e nna  a r e  s how n i F i gu r e   1   ( a )   a nd  F i gur e   1   ( b ) .   P a t c h l oa de d w i t h C S R R  s t r uc t ur e  i s  pr e s e nt e d i F i gur e   1   ( c )   a nd t he  C S R R  s t r uc t ur e  i s   pr e s e nt e d i n t he   F i gur e   1   ( d ) .  F i gur e  1   ( e )   s how s  t he  a nt e nna  gr ound pl a ne  l oa de d w i t h  D G S   s t r uc t ur e .     T he  opt i m i z e f i na l  di m e ns i ons  of  t he  pr opos e d a n t e nna  a r e  pr e s e nt e d i n t he   T ab l 1.   T he  de s i gn e qua t i ons  f or   cal cu l at i n g  t h e r ect an g u l ar   p at ch  a r e   gi ve n be l ow :       ( 1)       ( 2)       ( 3)       ( 4)       ( 5)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       I SSN :   1693 - 6930   T E L KOM NI KA   T el eco m m u n   C om put  E l   C ont r o l Vo l .   1 8 , N o 5 O ct o b er   2020:    2328   -   2334   2330         ( a)   ( b)   ( c)             ( d)   ( e)     F i gur e   1 .  B as i c an d   pr opos e an t en n a s t r u ct u r es (a t op  v i ew  o f  b as i c an t en n a (b ra re   v i e w  of   b as i a nt e nna ( c an t en n pa t c h l oa de d w i t h  C S R R ( d )  CS RR ,  a nd  (e a nt e nna  g r ound  l o a d e d  wi t h  DGS       T ab l e   1 .  O p t i m i zed  an t en n a p ar am et er s   P ar am et er   V a lu e ( mm)   a   15   b   6.1   c   7   d   2.8   e   1.4   f   0.4   g   1.8   h   5   i   2   j   4   k   8.6         3.   R ES U LTS   A ND ANAL YS I S     F i gur e  2 s how s  t he  r e t ur n l os s  of   t he  a nt e nna  a nd  F i gur e   3 s how s  t he  vol t a ge  s t a ndi ng w a ve  r a t i on     of  t he  a nt e nna s .   F r om   F i gur e   2  w e can  o b s er v e t h at   t h pr opos e a nt e nna  w i t h  C S R R  a nd D G S  l oa de d  i s  ha vi ng  a  ba ndw i dt h of  3 . 4   G H z  a nd  ha s  s how n a  c ons i de r a bl e  e nha nc e m e nt  i n t he  a nt e nna  ba ndw i dt h w he n c om pa r e w i t h t he  a nt e nna  w i t h  C S R R  a l one  w hi c h  i s  ha vi ng  a  ba ndw i dt h o f  1. 15   GHz  a n d  a  b as i c p at ch  an t en n a w h o s ba ndw i dt h i s  0. 91   GHz .  T h e   a nt e nna  l oa de d w i t h   bot h C S R R  a nd D G S  i s  ha vi ng a  ba ndw i dt r a ngi ng f r om   9. 01   G H z  t o  12. 41   GHz   a nd t he  a nt e nna  l oa de d w i t h C S R R  i s  ha vi ng a  ba ndw i dt r a ngi ng  f r om  9 . 12   GHz  t o   10. 27   G H z.   T h e b as i c r ec t a ngul a r  pa t c h a nt e nna  i s   ha vi ng a  ba ndw i dt r a ngi ng   f r om  9 . 66   G H z  t o 10 . 57   GHz .   A t  al l  t h e ab o v f r eq u en ci es  t h e r et u r n  l o s s  v al u e i s  l es s  t h an   - 10   dB  w hi c h i s  t he  i m pe da nc e  ba nd w i dt h of     t h e an t en n a.     V S W R  pl ot  of  t he  pr opos e d a nt e nna  a l ong  w i t h  ba s i c  a nt e nna  a nd  C S R R  l oa de d a nt e nna  i s  p r e s e nt e i n t he  F i gur e  3.   T h a nt e nna  l oa de d w i t h bot h C S R R  a nd D G S  i s  ha vi ng a  V S W R   r a ngi ng f r om  9. 0 1   GHz  t o   12. 41   GHz   a nd  t he  a nt e nna  l oa de d  w i t h  C S R R  i s  ha vi ng a  V S W R   r a ngi ng   f r o m  9. 12   G H z  t o   10. 27   GHz .     T h e b as i c r ect an g u l ar  p at ch  an t en n a i s  h av i n g  a V S WR   r a ngi ng   f r om  9. 66   G H z  t 10. 57   G H z.  A t  al l  t h e ab o v f r eq u en ci es  t h e V S WR  v al u e i s   l es s  t h an  2   dB  w hi c h i s  t he  i m pe da nc e  ba ndw i dt h  of  t he  a nt e nna .   T h e  ga i n of   t he  pr opos e d a nt e nna  i n t e r m s  of  t he  e l e va t i on ga i n a nd a z i m ut ha l  ga i n pa t t e r ns  a r e  s how n i n t he  F i gur e  4.     T h e  g a in  p a tte r n  in  b o th  th e  p la n e s  is  s imila r  w h i c h  in d ic a te d  th a t  th e  a n te n n a  is  r a d ia tin g  u n if o r m ly  in  a ll     t he   di r e c t i ons .  F i gur e s   4   ( a)  an d  4   ( b)  s ho w s  t he  e l e va t i on ga i n a nd  a z i m ut ha l  ga i n pa t t e r ns  of  t he  ba s i c  a nt e nna ,   C S R R  l oa de d a nt e nna  a nd a nt e nna  w i t h  D G S  a nd  C S R R  r e s pe c t i ve l y,  A  de c r e m e nt  i n  ga i n va l ue  b y 0. 7   d c a n be  obs e r ve d f or  t he  a nt e nna  w i t h  D G S   an d   C S R R  w he n c om pa r e d t o r e m a i ni ng  t w o m od e l s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T el eco m m u n   C om put  E l   C ont r o l         D e f e c t i v e  gr ound s t r uc t u r e  and c om pl i m e nt ar y  s pl i t  r i ng r e s onat or  l oade d c om pac t   ..   ( N e l apat i  A nan da  R ao )   2331       F ig ur e   2.   R e t ur n l os s           F ig ur e   3.   V S WR         ( a)       ( b)     F ig u r 4.  G a i n a t  10   GHz ;   (a el ev at i o n  p l an e   a nd  ( b)  a z i m ut ha l  pl a ne       T he  r a di a t i on pa t t e r n of  t he  a nt e nna  a t  t he  X - ba nd ope r a t i ng f r e que nc y of  10G H z  i s  p r e s e nt e d i   t h F i gur e s   5  a nd 6 .  F i gur e  5  s how s  t he   r a di a t i on  p a t t e r ns  of  t he  ba s i c  a nt e nna ,  C S R R  l oa de d a nt e nna   a nd D G S   an d   C S R R  l oa de d a nt e nna  i n t he  e l e va t i on pl a ne  w hi l F i gur e   6  s h o w s  t h e s am e i n  t h e azi m u t h al  p l an e.  H er e   i n bot h t he  c a s e s  w e  c a n obs e r ve  t ha t  t he   r a di a t i on pa t t e r n o f  t he  a nt e nna  i s  no t   af f ect ed   by  i nt r oduc i ng    t he  C S R R  a nd D G S  i nt o t he  ba s i c  a nt e nna  e ve n t hough w e  e t c he d t he  C S R R  i n t he   r a di a t i ng e l e m e nt  a nd D G S   i n t he  gr ound  pl a ne .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       I SSN :   1693 - 6930   T E L KOM NI KA   T el eco m m u n   C om put  E l   C ont r o l Vo l .   1 8 , N o 5 O ct o b er   2020:    2328   -   2334   2332         F ig ur e   5.   E l e va t i on pl a ne  pa t t e r ns     F ig ur e   6.   A z imu th a l p la n e  p a tte r n s       T he  c ur r e nt  di s t r i but i ons  o f  t he  pr opos e d a nt e nna s  a t  t he  X - ba nd ope r a t i ng f r e que nc y of  10   GHz  i s   pr e s e nt e d i n t he  F i gur e  7.  F i gur e  7   (a s how s  t he  c ur r e nt  di s t r i but i ons  of   t he  ba s i c  a nt e nna  w hi l e  F i gur e  7   ( b s how s  t he  c ur r e nt  di s t r i but i ons  of  t he  C S R R  l oa de d a nt e nna .  H e r e  w e  c a n s e e  t ha t  t he  f i e l d c ur r e nt  ha s  i nc r e a s e d   f r om  2. 76   V / m  i n ba s i c  a nt e nna  t o 3. 25   V / m  i n C S R R  l oa de d a nt e nna .  A nd  t hi s  i s  due  t o t he  a ddi t i ona l  c ur r e nt s   ge ne r a t e d be c a us e  of  t he  i nt r oduc t i on of   t he  C S R R  s t r uc t ur e  w hi c h i s  pr e s e nt e d i n f i gur e s  be l ow .  S i m i l a r  e f f e c t   c a n be  obs e r ve d f r om  F i gu r e  7   ( c )  w hi c h s how s  t h e  c ur r e nt  di s t r i but i ons  i n  gr ound p l a ne  of  t he  ba s i c  a nt e nna   a nd F i gur e  7   ( d )  w hi c h s how s  t he  c ur r e nt  d i s t r i b ut i ons  of  t he  D G S  l oa de d a nt e nna .  H e r e  w e  c a s e e  t ha t     t h e f i el d  cu r r en t  h as  i n cr eas ed  f r o m  0   V / m  i n  ba s i c  a nt e nna   t o  2. 45   V / m  i n  D G S  l oa de d  a nt e nna T h e  r eal i zed   a nt e nna  m ode l  a nd i t s  m e a s ur e m e nt  us i ng  ve c t or  ne t w or k a na l yz e r  i s  s how n i n t he  F i gur e  8 .   F i gu r e  8   ( a p r es en t s  t h e r eal i zed  an t en n a m o d el  an d  F i g u r e 8   ( b )  p r es en t s  t h e m eas u r em en t  o f  an t en n a.           ( a)   ( b)           ( c)   ( d)     F ig ur e   7.   C ur r e nt  di s t r i but i on ;   ( a)  b as i c an t en n a ( b )  an t en n l oa de d w i t h  C S R R   ( c )  ba s i c  a nt e nna  gr ound  pl a ne   a nd  ( d)  g r ound pl a n e  l oa de d w i t h D G S   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T el eco m m u n   C om put  E l   C ont r o l         D e f e c t i v e  gr ound s t r uc t u r e  and c om pl i m e nt ar y  s pl i t  r i ng r e s onat or  l oade d c om pac t   ..   ( N e l apat i  A nan da  R ao )   2333     ( a)     ( b)     F ig ur e   8.   R eal i zed  an t en n a an d  m eas u r em en t  s et u p   ( a)  r eal i zed  an t en n a ,  a nd  ( b )  a nt e nna  m e a s ur e m e nt   us i ng V N A       4.   CO NCL US I O N   A  w i d e ba nd  a nt e n n a  i s   pr e s e nt e d i n t hi s   c om m un i c a t i o w h i c h i s  h a v i n co m p ac t  ch ar a ct er i s t i c   an d  ca n   be  u s e d  f or  t he  r a di ol oc a t i o a p pl i c a t i o n s .  T w B a n d w i d t h  e nh a nc e m e nt   t e c hni qu e s   w e r e  i nt e gr a t e d     i n  t he  p r op os e m o de l .   D e f e c t i ve  gr ou nd  s t r u c t ur e  ( D G S )  i s  us e d t o e n ha n c e   t he   b a n dw i d t h   a nd  t he  t e c hn i que  of   co m p l i m en t ar y   s p li t r in g  r e s o n a to r   ( C S R R )  ha s  be e n u s e d   t o  ge n e r a t e  t he  b a n dw i d t h  a t  t he  l o w e r  f r e que nc y  r e gi on  o f  t h e a n t en n a t o  b r i n g   co m p ac t  n at u r e.   A  b a s i co ax  f ee d  p a t c h  a n t en n a r ad i a t i n g   at  X - ba nd   f r e qu e n c y o f  10   GH z   i s  l oa d e d w i t h D G S  a n d C S R R .  T h e  ov e r a l l  s i z e  of  t he  a nt e n n a  i s  15 × 1 1. 6   m m .  P r o po s e a nt e nn a  i s  de s i g ne d   a nd  r e l i a z e d on   a  F R 4 l a m i na t e .   P r op os e a n t e n na   w i t h a  ba ndw i dt h o f  3 . 4   G H z   ha s  s h ow n  a  c ons i de r a b l e   e nh a nc e m e n t  i t he  a n t e nn a   b a n dw i d t w h e c om pa r e d w i t h t he  a nt e n n a  w i t C S R R   a l on e   w h i c h i s  ha vi ng   a   ba nd w i dt h of  1. 15   G H z  a n d a  ba s i c   p a t c h   a nt e n na   w h os e  ba n dw i d t h i s   0 . 91   G H z .   P r op os e d a n t e nna  i s  ha vi ng   an   om n i  di r e c t i o na l  r a di a t i o n p a t t e r n w i t a  g a i n of  5 . 01   d B   a nd w i t h out  a n y   n u l l  i n  t h co v e r a g ar ea.  A  g r e a t   i n c r e a s e  i n t h e  c ur r e nt  f i e l d s   c a n b e  ob s e r ve d t h a t  t h e  f i e l d c u r r e nt s  b y l oa di ng t he   pa t c h a nd  gr o un d w i t h C S R R   a n d D G S  r e s pe c t i v e l y.  T h e  pa t c h c ur r e n t s  h a ve  i nc r e a s e d f r o m  2. 7 6   v/ m  t o 3. 2 5 v/ m  a n d t h e  gr ou nd c ur r e nt s  h av e   i n cr e a s ed  f r o m   0   v/ m  t o 2. 45   v / m .  P r o po s e a n t e n na   ha s   be e r e a l i z e d a nd i t s  p e r f or m a n c e  i s  m e a s ur e u s i n g   ve c t or  ne t w or k a n a l yz e r ,   a   n e a r   m a t c i n be t w e e n t he   s i m ul a t e d   r e s ul t  a n d m e a s ur e r e s u l t  i s  ob s e r v e d   w h i c h i s   ev i d en t   t h a t   i t  c an  s er v e t h X - b a n r a d i ol o c a t i on a p pl i c a t i on i n a  be s t   w a y.       R EF ER EN C ES   [1 ]   Yi H on g Xie ,  C he ng Z hu,  L on g L i,  a nd C ha n g Ho ng  L ia ng ,   A No ve l D ua l - B a nd M e ta m a te r ia l A nte nna  B a se d     on   C om ple m e nta r y S p li t R in g R e s ona tor s ,   Mic row av e   and   Op tic al T e c hn ol ogy  L e t te r s ,   v ol .  54,   no .  4,  20 12 .   [2 ]     M o h a m m a d  S a e e d  M a j e d i ,  A m i r  R e z a   A t t a r i ,   D ua l - b a nd  r e so na nc e   a n te n na s us in e ps il on ne ga ti ve  tr a n sm i s sio lin e ,   I EE E An te n na a nd  W ire le s s P ro pa ga ti on L e t te r s vol .   7 ,   n o.  4,   pp.   2 59 - 26 7,   20 13   [3 ]   B inf e ng Z on g,  G ua ngm in g W a n g,  C he n g Z hou,  a nd  Ya we i W a ng ,   C om pa c t L ow - P r of i le   Dua l - B a n P a tc h An t e nna   Usi ng No ve l TL - M TM  S tr uc tur e s ,   I ET  m ic r ow av e s,  an te n na s &  pro pa ga ti on ,  v o l .   14 ,   pp.   5 67 - 57 0 ,   20 14 .   [4 ]   Hui Z ha ng,  Y ou - Qua n L i,  Xi C he n,  Yu n - Q i F u,  a n Na i - C ha ng Y ua n ,   De si gn of   C ir c u la r / Dua l - F r e que nc y L i ne a r   P ola r iz a t io n An te n na s B a se d o n the   An is otr op ic  C o m ple m e nta r y S pl it R i ng R e so na t or ,   I EE E T ra ns ac t ion s     on  A nte nn as An Pr op ag at io n ,  vo l.  57,  n o.  10,   p p.   33 52 - 55,   20 09 .   [5 ]   J.   X.  Ni u ,   Du a l - ba n d d ua l - m ode   pa tc h a n te n na  b a se on r e so na n t - t ype  m e ta m a te r ia tr a n sm i ss io n L i ne ,     I ET  Ele c tr on ic  L e t te r s ,  vo l.  46,  n o.  4,   pp.   2 66,   20 10 .   [6 ]   B a la n is C .   A. , “ Ad va nc e d e ng ine e r in g e le c tr om a gne tic s ,”   Wile y ,   Ne Y or k,   2 01 2 .   [7 ]   S e k h a r  M . ,  S idda ia h P .,   Tr iple  F r e que nc y C ir c ula r  P a tc h Ante nna ,   20 14 I E EE I n te r na ti on al C on fe r e nc e     on C o mp ut at io na l I nt e l li ge nc e   a nd  C om pu ti ng  Re se a rc h ,   Park   C o lle ge   of   En gi ne e r in a nd  T e k hn ol og y ,   20 14 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                       I SSN :   1693 - 6930   T E L KOM NI KA   T el eco m m u n   C om put  E l   C ont r o l Vo l .   1 8 , N o 5 O ct o b er   2020:    2328   -   2334   2334   [8 ]   E.  Kus um a  Kum a r i,  A.   N.   V.   R a vi  Kum a r ,   W i de ba nd Hig h - G a i n C ir c u la r l y P ola r iz e d P la na r  An te n na  Ar r a y f or  L  B a n d  R a d a r ,   2 01 7 I EE E I nte rn at io na l C o nfe re nc e   on C o mp ut at io na l I nte ll ige nc e   an C o mp ut in g Re se arc h,   T ami ln ad C o lle ge   o En gi ne e r in g 20 17 .   [9 ]   E.   Kus um a   K um a r i,  A.   N.   V.   R a v Kum a r ,   De ve l op m e nt of  a n L   B a nd  B e a m  S te e r in g C u bo id A nte nna   A r r a y ,     201 7 I E EE I nte rn at io na l C o nfe re nc e  o n C o mp ut at io na l  I nte l li ge nc e   an C o mp ut in g Re se ar c h,  T a mi ln ad u C ol l e ge     of E ng ine e ri ng 20 17 .   [ 10]   S u n k a r a b o i n a  S r e e n u ,  V a d d e  S e e t h a r a m a   R a o,  “ S ta c ke d M ic r os tr ip A nte nn a   fo G lo ba l P os it io ni ng S ys t e m , ”    201 7 I E EE I nte rn at io na l C o nfe re nc e  o n C o mp ut at io na l  I nte l li ge nc e   an C o mp ut in g Re se ar c h,  T a mi ln ad u C ol l e ge     of E ng ine e ri ng 20 17 .   [ 11]   R a o N.   A. ,   Ka na pa la  S . ,  “ W ide ba n d C i r c u la r  P o la r iz e d B inom i a l A nte nna   Ar r a y f or  L - B a n d  R a d a r ,   Mic roe le c t ro nic s,   Ele c tr om ag ne t ic s a nd T e le c o mm un ic a ti on s ,  vo l.  52 1,  pp .  279 - 28 7,   20 18.   [ 12]   Ka na pa la  S . ,  R a N. A. ,  “ B e a m  S te e r i ng C ub oi d A nte n na  Ar r a y f or  L  B a nd R AD AR ,   L e c t ure  N ote s i n E le c t ric al   En gi ne e r in g,   v ol .   5 21 pp. 4 85 - 49 3,  20 19 .   [ 13]   C ha n dr a se ka r a n,  Ka r th ik  T. ,  M uha m m a d F a e yz  Ka r im ,  a nd Ar ok ia s wa m Al ph one s ,   C R L H str uc t ur e - ba s e   hig h - i m p e d a n c e  s u r f a c e   f o r   p e r f o r m a n c e  e n h a n c e m e n t  o f   p l a n a r   a nte nna s ,   I ET  M ic r ow av e s,  A nte nn a s &   Pro pa ga ti on ,   v ol.   11 , n o 6 ,  pp .   8 18 - 8 26 ,  20 16 .   [ 14]   Tom a s M ik ul a se k,  Ap os to lo s G e or g ia d is,  A na  C o lla do,  a nd Ja r os la v L a c ik,   2 M ic r o str ip P a tc An te n na  A r r a y   F e d b y S u bs tr a te  I nte gr a te d W a ve g ui de  f or  R a da r   Ap pl i c a ti on s ,   I EE E A nt e n na s a nd  Wi re le ss  Pr op ag at io n L e t t e rs,   vol.  1 1,  pp.  1 28 7 - 90,   20 13   [ 15]   Ri c W.  Ki nd t a n d W il lia m  R .  P ic kle s ,   U ltr a wi de ba nd All - M e ta F la r e d - N otc h Ar r a y R a d ia t or ,   I EE E T r an sac t ion s   on A nte nn as  an d Pr op ag at io n ,  vo l.  58,  n o.  11,  p p.  33 58 - 75,   20 10.   [ 16]   M .  Akba r i,  M .   M .  Ali,  M .  F a r a ha n i,  A.   R .  S e ba k a n d  T.  De ni dn i ,   S pa tia ll y m ut ua l c ou pl in g r e d uc t io n be t we e   CP - M I M O a nte nna s u si ng F S S  su pe r s tr a t e ,   Ele c tr on ic s   L e tte r s ,  v ol .  5 3 ,   no .  8 ,   pp.   5 16 - 5 18 ,  20 17 .   [ 17]   Ab dolm e h di Da d ga r p our ,  B e hna m  Z a r gh oo ni,  B a S .  Vir de e ,  Ta ye b A.  De n id ni ,   M ut ua l C o up li ng R e du c ti on     in Die le c t r ic  R e so na t or  An te n na s U si ng M e ta sur f a c e   S hie l d f or  60 G Hz   MIMO  S y s t ems ,   I E EE   An te n na s  and  Wir e le ss P ro pa ga ti on L e tte rs ,   v ol.  1 6,  pp.  4 47 - 80,   2 01 6.   [ 18]   R .  H a f e z i f a r d ,  M .  N a s e r - M og ha da si,  J.  R a s he d M oha sse l,   M ut ua l C o up li ng R e duc ti on f or   Tw o C l ose lyS p a c e d   M e a nde r  L ine  A nte nna s Us in g M e ta m a t e r ia l S ub str a te ,   I EEE An te n na s an d Wi re le ss P ro pa ga ti on L e t te r s ,   vo l .  15,   pp.  40 - 3 ,  20 15 .   [ 19]   M oha m e M .  Else we  a nd De C ha t te r je e ,   Ana ly si o f  Nonu nif or m  Exc ita ti on  a n Ele m e n S pa c i ng  i S ide lob e   R e duc ti on  of   W i de ba nd  U - S lo t M ic r os tr i p P a tc h P ha se d  Ar r a y A nte nna s”     201 5 I E EE I n te r na ti on al S y m po siu m     on  A nte nn as  an Pr op ag at io &   USN C /U RSI   N ati on al  Ra di Sc ie nc e   Me e ti ng,   A Va nc o uv e r,   BC ,  20 15.   [ 20]   I z a be la  S lom ia n,  Kr z y sz t of  W i nc z a ,  a nd S la w om ir  G r usz c z yn sk i ,   Expe r im e n ta l Ve r if ic a ti on of  S ide lo be  Le ve l   R e duc ti on Te c hn iq ue  f or  C ir c u la r l y P ola r iz e An te n na  Ar r a y F e d B y 8 ×  8 B ut le r  M a tr ix ,   2 01 6 21 st I nte rn at i ona l   C onf e re nc e  on  Mic row av e ,  Ra da r an d W ire le s s C om mu nic at io ns ( MI K ON ) ,  2 0 16.   [ 21]   M oha m m a dm a h di F a r a ha n i,  M .  A kba r i,  M o ur a Ne d il,   Ta ye b A.   De n id ni ,   M ut ua C ou pl in R e duc ti on in Die le c tr ic   R e son a t or  M I M An te n na   Ar r a y s U si ng  M e ta sur f a c e  Or t ho go na l iz e   W a l l ,   20 17  1 1t h E ur ope an  C o nfe r e nc e     on A nte nn as  an d Pr op ag at io n ( E UC A P) ,  20 17 .   [ 22]   M oha m m a dm a h di F a r a ha ni,  Ja va d P our a hm a da z a r ,   M ut ua l C ou pl in g R e duc ti on i n M il lim e te r - W a ve  M I M O An te nna   Ar r a y U si ng a  M e ta m a te r ia l P o la r iz a t io n - R ot a to r  W a ll ,   I EEE An te n na s an d Wi re le ss P ro pa ga ti on L e t te r s ,   vo l .  16,   pp.  13 24 - 23 27 ,   20 16.   [ 23]   Ana nda  R a o ,   Ne la pa ti ,   W i de ba nd H ig h G a in  An te n na  Ar r a y w it h E le c tr om a g ne t ic  B a n d G a p S tr uc tur e s f or  M utu a l   C oup li ng R e duc ti on ,   T e s t E ng ine e ri ng a nd  Ma na ge me nt ,   vo l.   82,   pp .   15 59 - 64 ,  20 20.   [ 24]   E.  Kus um a  Kum a r i ,   C om pa c t C ir c u la r  P ola r iz e d S t a c k e d P a tc h A nte nna  f or  I R NS S  a n d G L ONAS S  Ap pl ic a t i ons , ”  T e st  E ng ine e ri ng an Ma na ge me nt v ol.   82 ,   pp.   15 65 - 157 1 ,  20 20 .   [ 25]   R a m a  D e v i ,   W id e   ba n d R e c o nf i gur a ble  P ola r iz a t io n a nd B e a m  S we e p in g A nte nna  f or  S a te ll ite   Ap pl ic a ti on s ,   T e s En gi ne e r in g an d M an age me n t ,   vo l.   82,   p p.   15 72 - 15 81,  202 0.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.