Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   10 ,  No.   2 ,  A pr il   2020 , p p.  13 98 ~ 1405   IS S N:  20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v 10 i 2 . pp1398 - 14 05           1398       Journ al h om e page :  http: // ij ece.i aesc or e.c om/i nd ex .ph p/IJ ECE   Des i gn a nd  simu la tion  of  an analo g beamf or min g   ph ase d  arra y ant enna       Moham ed El h efn awy   Depa rt m ent   o f  E le c tri c al E ngin eering,   Oc tobe r   6  Univer sit y ,  E gypt       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Ma r 1 , 2 019   Re vised  Oct  10 ,   2019   Accepte d  Oct  17, 201 9       In  thi s  p ape r ,   a   phase d  arr a y   antenna   is  designe d   and  sim ulated .   The   ant enn a   arr a y   consists  of  four  ci rcu la r l y   po la ri ze d  sl ott ed  wav egui d e  elem ent s.     The   antenna   arr a y   is  sim ula te d  using  CS T  M WS.   The   sim ula ti o n  result s  for  the   proposed  an te nna  arr a y   at   diffe ren t  val u es  of  progre ss ive   phase   shift  demons tra te   that   the   S‒para m et er s for  al l  four  ports  are   le ss   tha n  ‒10  dB  over   at   l ea st   2%  b andwidt h,   the  sim ula te d  m axim um   gai n  is  13. 95  dB ,     the   sim ula te d  b ea m width  ca n  b e  19˚  or  nar ro wer  base d  on  t he  val ue  of     the   progre ss ive  phase   shift.   T he  ran ge  of   fre quenc i es  over   which     the   sim ula t ed  Axial   Ra ti o   (AR)  is  bel ow  3   dB  is  not  f ixe d   and  v ari e d   ac cor d ing  to  the   sele c te d  progr essive  phase   shif t.   The   proposed  fo ur - el eme n t   RF   front - end  is  sim ula te d  using  Advanc ed  Design  Sy st em  (AD S )   at   oper ating  fre qu e nc y   of  9. 6  GH z .   The   ob tained  sim ula ti on  resul ts  b y   AD S  indi c at e   the  fe a sibil ity   of  impl ementi ng  the   p roposed  RF - fron t  end   for   fee ding   the a n tenna  arr a y   to  r ea l i ze   analog  be amform ing .   Ke yw or d s :   A nal og b eam fo rm ing     C ircular  pola ri zat ion     P hase d  a rr ay  a nten na     RF fro nt - e nd     Slott ed w ave guide  a nten na           Copyright   ©   202 0   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Moh am ed  Elhe fn a wy ,    Dep a rtm ent o f El ect rical  En gi neer i ng,   Octo ber 6  Uni ver sit y,   6th   of  Octo ber   Ci ty , Eg ypt.   Em a il :  m mm elh ef na wy.eng@ o6u. e dy.e g       1.   INTROD U CTION   Ph ase d  a rr ay   a nten na  with  a na log  beam fo rm ing  is  re ga rd e d  in  orde r  t o  im pro ve  the   perf or m ance  of  wireless  c ommun ic at io n  syst e m s  by  increasing   t he  c ov e rage  area  an d  dec reasin g  the  i nterf e ren ce .  I n  a nalo g  beam fo rm ing   te chnolo gy,  t he   ph a se  of  eac h  sign al   recei ve d  an d  tra ns m it t ed  by  t he  ante nn a  a rray   el e m ent  is  adjuste d,   s o  th at   the  rad ia ti on  patte r n  of  th e  anten na  arr a y  is  ste ered   in  the  desire d  di recti on.  The  I F  ph a se  sh ifti ng  is  i m ple m ented  in  this  researc h  beca us e  it   can  pro vi de  m uch   bette r  perf or m ance  com pa red   to  R F  and  LO  phase  s hift ing   [ 1 - 1 4 ] .  Th e  slott ed  wa ve gu i de  a nten na  arr ay   is  sel ect e d  because   it   ca n  prov i de  high   powe r  handlin g  ca pa bili ty ,  low  l os s ,  sm al l  siz e,  nar r ow  be am wi dth ,   go od  bandw i dth ,   a nd  hi gh  gai n  [ 1 5 - 25 ] .  Thi s   pap e r  is  orga ni zed  as  f ollows .  The  desig n  of  the  pro pose d  anten na  arr ay   el e m ent  is  exp la ined  i n  Sect ion   2.   The  arc hitec tur e  of   the  pro pos ed  phased  a rr a y  syst e m   is   int rod uced   in  Sec ti on   3 .  I n  Sect ion   4,   t he  sim ul at ion  r esults a re  pr es ented .  T he  c oncl us io ns  a re  prov i ded in  Sect ion  5 .       2.   DESIG N OF  THE  PROPO SED  AN TE N NA AR RAY E LE MENT   Fo r   the  pro pose d  Slott e d  Wav e guide  A nten na  Array  ( S WAA ) ,  t he   broa d  wall   widt h  of    the  rectan gula r   wav e guide  is  sel ect ed  to  m a ke  the  c ut - off   f reque ncy  of   T E 10   m od e  is  86.9 %  of   th e  ope rati ng  fr e qu e ncy  at   9.6  GH z .  T he  na rrow  wall   widt h  of  the  rectan gu la r  wav e guide  is  sel ect e d  t o  be  half  t he  broa d  wall  w idt h.   Th e w a veguide  wavel en gth   ( )   is c al culat ed  as  [ 1 9 ]       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Desig n a nd simu l ation of  an  analog  be am f ormin g phase d arr ay an te nna  ( M. Elhefn awy )   1399     = 1 √ 1   2 −     1 2     (1)     wh e re    is t he  c utoff wa velen gt h  at  the  op e rat ing  m od e.  The r e is a phase s hi ft of ( π/ 2)  betw een th e  ge ner at ed  wav e s  from   the  longit ud i nal  slot  fiel ds   (sl ot   #1   an d  slot  #3)  a nd   t he  wa ve  pro duced  by   the  transv e rs al   slot   fiel ds   ( slot  #2   and   sl ot  #4 ).   T he  Ri gh t  Ha nd   Ci rcu la r  Po la r iz at ion   (RHCP )  is  ob ta ine d  by   op tim iz ing   the  slot  offset  f ro m   the  central  l ongi tud inal  li ne   in  order  to  c ha nge  the  value  of    to  be  eq ual  to   the  value  of  ,  wh e re   ,    are  m agn it ud e s  of  the  res ultant   wa ves  f r om   the  lo ng it udin al   and  tran sv e rsal  slot  fiel ds,   resp ect ively ,  a s sho wn in Fi gure  1.           Figure  1.  Str uc ture of  the  res onat ing ci rc ularl y po la rized  S WAA       3.   THE  ARCHI TE CTUR E  O F THE P ROP OSED P H ASE D  A R RAY S YS TE M   The  pro pose d  ph a sed  ar ray  anten na  co ns ist s  of   f our - el e m ent  slott ed  wa veguide  a nten na  arra y  an d  the  RF  fro nt - e nd   t o  fee d  the an te nna  ar ray. Th e  blo c k  dia gram   of   the  pro po s ed  phased  a rr ay   ante nn a  is   sh ow n  in  Fig ur e   2 .  I n  the   receiv i ng  m od e,  t he  RF  fro nt - e nd  has  four  cha nnel ;  an d   two - s ta ge  do wn - c onver si on    (9.6  G Hz  t o  2.4  GH z   &  2.4  GH z   to  400  M Hz).  Als o  i n  th e  transm it ti ng   m od e,  there   ar e  oth e r  fou r  c ha nn el ;  and   t wo - sta ge  up - c onversi on  (40 0  MHz  to  2.4  GH z  &  2.4  GH z  t o  9.6  G Hz).  Each  c ha nn el   in  t he  rec ei vin g  m od e  a m plifies,   dow n - c onve rts   (9.6   GH z  t o  2.4  G Hz ) ,  a dju sts  the  phas e  of ,  a nd   dem odulate s  the  in com ing   sign al   from   the  ante nn a   ar ra y  el e m ent.  Th e  W il ki ns on   powe r  c om bin er   is  us ed   to   co m bin e  the  f our   sig nal s   com ing   fr om   t he  anten na  ar r ay   to  on e  signa l  wh ic h  is  ent ered   to  the  I/ Q   dem od ulator  t o  be  do wn - co nverte d  again  f ro m   2. 4  GH z  to  40 0  MHz.  The  de m od ulate d  (I& Q)   c om plex  si gn al s   are   fed   t o  the  input  of  the  analo g  to  di gital   conv erter  ( A DC).  I n  the   tran sm i tt i ng  m od e,  the  ( I& Q)   si gn al s   f ro m   the  dig it al   to  a nalo g  c onver si on  (DAC)  a re   m od ulate d  an d  up - c onve rted  from   40 0  M Hz  to  2.4  GH z ,  th en  it   is  div ide d  into  f our  ide ntica l  sign al s,   eac h  si gn al   is  tra ns m i tt ed  thr ough   di ff e ren t  c ha nn el ,  a nd  it s  phase   is  ad j ust ed  t he n  up - c onve rted   from   2.4  G Hz  to  9.6  G Hz,   the n  i t  is  filt ered   an d  am plifie d  bef ore  tran sm i tting   to  the  a nt e nn a  a rr ay   el e m ent.     The  powe r  det ect or   is   us e d  t o  m on it or   the   re cei ved   sig nal  powe r,  an d  t hen  the  c ontrol  pa rt  is  im ple m ent ed  t o  change  the  pro gr essi ve  phase  sh ift  if  the  rec e ived  power   is  l ow e r  tha n  a  thr esh old   val ue.   The  ante nna  ar ray  is  al ign ed  in  a  4× 1   li near   ar ray  with  center  to cen te r  dista nce   between   the  a dj ace nt  el em en ts  of   0.7 05   as sh ow n  in  Fig ures   3 ( a) ,  an d  3 (b) ,  t he  dim ension s  of   the  pr opos e d  s lott ed  wa ve gu i de  a nten na  el e m ent  is  ind ic at ed  in   Table  1.       Table  1.   Dim e ns io ns   of the  P rop os ed  Anten n a  Array El em ent   Para m eter   Di m en sio n s ( mm )   W av elen g th  in th e  wav eg u id e  g   6 3 .18 7 5   Bro ad - wall width   o f  the rec tan g u lar  wav eg u id e   18   Narr o w - wall  wid th  of  the rec tan g u lar  wav eg u id e   9   W av elen g th     3 1 .25   Slo t leng th   1 5 .39 0 6 2 5   Slo t width   1 .20 4   Slo t of f set f rom   th e ce n tral  lon g itu d i n al line   7 .44 7   Mon o p o le leng th   7 .81 2 5       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  2 ,  A pr i l   2020   :   1398   -   1405   1400       Figure  2.  Bl oc k diag ram  o f  th e pro posed  pha sed  a rr ay  a nten na           (a)       (b)     Figure  3.  Ge om et ry o f  the   propose d  S WAA :   (a)   Pers pecti ve  v ie w ,   (b)  Cr oss - sect io nal p la ne view       4.   SIMULATI O N RESULTS   The  pro posed   anten na  a rr ay   i s  sim ulate d  us ing  CST  M WS,  at   an   ope rati ng  f reque ncy  of  9.6   G Hz.  The  S - par am et ers  for  al l  fo ur   po rts  are  belo w  ‒10  dB  ove r  fr e qu e ncy  ra ng e  f r om  9. 5   GH z  to  9.7  G Hz  as   sh ow n  i n  Fi gure   4 .   The   sim ulate d  t wo - di m ension al   a nd   three - dim ensi on al   ra diati on  patte rn s   are   s how n  i n  Fig ure s  5   a nd  6 , res pecti vely .  Th e   beam  w id th   is  belo w   19 ° , an d  the  an te nna  ga in is at l east   13. 38 d B .           (a)       (b)     Figure  4. Sim ulate d  S - par am et ers  f or the  pro po s ed   S WAA :   (a)   Pro gr essi ve  phase s hift = 0 ° ,   (b)  P rog ressive  phase s hift = ± 45 °     Circu lato r   Mix e r  w it h   i m a g e  rejec ti o n       Mi x e r   BPF   LN   PA   T/R  switch   Circu lato r   Mix e r  w it h   i m a g e  rejec ti o n       Mi x e r   BPF   LN   PA   T/R  switch   Ph a s e  s h i f t e r   W ilk in so n     Po wer  d iv id er/  co m b in er   Circu lato r   I/Q  de m od ulator    I   Q   Co n t r o l l er   Po wer  d etector   Ph a s e  s h i f t er   I/Q  m o d u l a t o r     I   Q   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Desig n a nd simu l ation of  an  analog  be am f ormin g phase d arr ay an te nna  ( M. Elhefn awy )   1401     (a)     (b)         (c)     Figure  5. Sim ulate   two - dim ension al   rad ia ti on  patte rn for  th e pro posed   S W AA :  (a) Pr ogre ssive  ph a se  sh ift = 0 ° , (b)   Pro gr essi ve p hase  sh ift= 45 ° , ( c)  P rog ressive  phase  s hift = − 45 °           (a)   (b)         (c)   Figure  6 .  Sim ulate d  three - dim ensio nal r a diati on p at te r n for t he pr opos e d  S WAA ;  (a)   Pro gr essi ve p hase  sh ift = 0 ° ,   ( b)   Pro gr essi ve p hase  sh ift =  45 ° ,   (c)   Pro gr essi ve p hase  s hift = − 45 °   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  2 ,  A pr i l   2020   :   1398   -   1405   1402   The  propose d  anten na  ar ray  is  ci rcu la rly   pol arized  ov e r  f re qu e ncy  ra nge  f ro m   9. 5  G Hz  to  9.7  G Hz ,   bu t  the  purity   of   the  ci rcu l ar  pola rizat ion  decr ease s  as  the  pro gr es siv e  ph ase  is  far  from   0 °   as  sh ow n    in  Fig ure   7.   T he  RF  t ran sc ei ver   fro nt - e nd  is  sim u la te d  us ing  A DS   as  s how n  i n  Fi gure  8 .  In  recei ving   m od e,     the  incom ing   sign al   f r om   e ach  ante nn a  a rr ay   el em ent  i s  entere d  to  a ny  port  of   th e  ci rcu la to r  ( TRAK   Mi cro wa ve  C orp or at io n  X - Ba nd   SMT  Ci rcu la to r)  to  be   transm it te d  to  the  ne xt  port  i n  r otati on,  w hile     the  ot her   port  is  isolat ed,   the n  the  si gnal   is  am plifie d  by  Mi ni - ci rcu it s  P MA2 - 12 3LN +   low  noise   am plifie r   (LNA),  an d  th en  it   is  down - c onve rted  f r om   9.6  G Hz  to  2.4   GH z  by  A NALOG   DE VI CE S  HMC1 056L P4 B E   m ixer.   L NA  is   sim ulate d   by  c al li ng   the  S2P  file   of   PMA 2 - 123L N+  i n  t he  ADS.  HM C105 6LP4BE  m ixer  consi sts  of   tw o  balanced  m ixers  an d  quad rat ur e  hybr i d  at   t he  input,  an othe r  quad ratu re  hy br id  is  co nn e ct ed  at   it s  ou tp ut  to  m ake  this  m ixer  works  as  an  i m age  rej ect io n  m ixer  wh ic h  has  the  a b il it y  to  sel ect   the  de sired   sign al   a nd  ca nc el   out  the   im a ge  si gn al .   On e   of  these   qua drat ur e  hybri ds  i s  desi gned   at   9.6   G Hz  a nd  is   us e d  to  sp li t  the  RF  inp ut  int o  inphas e  and  q ua dr at ure  sign al s ,  the o the r  quad ratu re  hybri d  is  de sign e d  at   2.4  G Hz  an d  us e d  to   ad d  90   degrees  phase   sh ift  betwee n  the  two  I F  out pu ts  befor e  c om bin ing   them   tog et he r.   T he  SPD T  RF  switc h  (Mi ni - ci rc uits  CS WA2 - 63DR+ )  is  i m ple m ente d  to   s witc h  between  the   tran s m itti ng   a nd  re cei ving   m od e.  The  firs t  sta ge  IF   signa l  (2 . 4  G Hz)   i s  app li ed  to  th e  dig it al   ph ase   sh ifte r  (M ACOM  MAPS - 01 0144 ) ,   there  is  one  dig it al   ph a se  s hifter  f or  eac h  c hannel  to   ad ju st  the  pr ogress ive  phase  of  t he  rec ei ve d  si gn al   i n  order   to  m axim iz e  the  received  sig nal  po wer.  This  dig i ta l  ph ase  sh ift er  is  si m ulated   in  ADS  b y  cal li n g    the  S 2P   file .  The  4× 1  W il ki ns on  powe r  di vid er/c om bin er  is  desig ne d  us in g  ADS.  T he  I/Q  dem odulator  (ANALO G  D EVI CE S   AD R F6821)  is  sim ulate d  i n  ADS.   A   qua dr at ur e   hybri d  is   de sig ned  at   2  GHz  t o  s plit   the outp ut  fro m   the local  os c il la tor  into t wo quadrat ure s i gnal s.   The  outp uts  f r om   I/Q  dem o du la to r  are  e nt ered   to  the  va riable  gai n  am pl ifie r  VGA   (ANA L O G   DEVICES   A D RF652 0)  to  a djust   this  I/Q  si gn al s   in  orde r   to  fit  within   the   in put  ra nge   of  the   ne xt  st age.   If   the  I/ Q  sig na ls  are  s m al l,  t hen   t he  V GA   will   gain  up  t he se  sig nals;  w hi le   if  it  exceed  that  range,  VGA  will  at te nu at e  thes e   I/Q   sig nals.  A lso  this   V GA  ( ANAL OG  D E VI CES   AD RF 6520)   has   a  bu il t  in  pro gr am m able   filt er  to  filt er  up   t he  I/ Q  sig nals  be fore  A DC  in  or der   t o  pre ven t  the  al ia sing   co nte nt  from   being   sam ple d.     The  fr e quency   dom ai n  analy sis  is  do ne  by  us in g  Har m on i c  Ba la nce  (H B )  sim ulati on   te chn i qu e   in   A D S  t o  determ ine  the  sp ect ral  c on te nts  f or  the  RF   receive r  f r on t - en d.   For  I  a nd  Q  c hannels  at   the   outp ut  of   I/Q   dem od ulato r,   Figure   9   s how s  that  the   sp e ct ral  w it h  fr e quency  400  M Hz  has  m axim u m   value  an d  oth e r   sp ect ral  c onte nts   ca n  be  i gnor e d.   Th e  I/ Q   outp ut  sig nal s  f ro m   the  D AC  is  upco nv erted  from   400  M Hz   to  2.4   G Hz  by  us in g  I/Q  m odula tor   ( ANAL OG  DE SVICE S  A DRF 6821) .   The   outp ut  f r om   the  I/Q   m od ulator   is  div ide d  i nto   four  sig nals  by   us in g  4× 1  W il kin s on  po wer   div ide r,   t he n  the  p hase   of  ea ch  sig nal  is  a dju ste d ,  after  t hat  the   sign al   is   upc onve rted   f ro m   2.4  GH z   to   9. 6  GH z   by  us i ng  the   m ixer  ( ANAL OG  D E VI CES  HMC5 53ALC 3B).   V GA   ( A NA L O G   D EV ICES  HMC9 96LP 4E )  is  us e d  to  fit  the  m ix er’ s  outp ut  to  t he  in pu t   range  of  the  ne xt  sta ge.   The   sign al   is  pass ed  thr ough  the   band  pass  filt er  with  center   fr eq ue ncy  9.6   GH z   (K&L  Mi crowav e ,  I nc  3FV20 - 9600/T 300 - SM/ SM ),   th en  am plifie d  by  the  power  a m plifie r  (AN A L O G   DEVICES  H MC 7149)  be f or e  tra ns m it ted   thr ough  th e  ci rcu la tor  to  the  ante nna  ar ray  el em ent.    The  tra ns m itte r’ s  var ia ble  ga in  am plifie r,   ba nd   pass  filt er,  an d  po wer   a m pl ifie r  are  si m ula te d  in  A DS   by   cal li ng   th ei r  S 2P   file s .   Fig ure   1 0   s hows  t he   fr e qu e ncy  dom ai n  analy sis   for  the  RF  tra ns m it te r   fr ont - end   a t   the  inputs  of   t he  anten na  ar r ay   el e m ents,  wh ere  al l  sp ect ra l  con te nts  can  be  igno red   c om par ed  to  the  sp ect ral  with  fr e qu e ncy  of  9.6 GHz .           Figure  7. Sim ulate d  A xial R at io (AR)  v e rs us   fr e qu e ncy  for  t he pr opos e d  S WAA   at   dif fere nt v al ue s   o f    the pr ogressive  phase s hift     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Desig n a nd simu l ation of  an  analog  be am f ormin g phase d arr ay an te nna  ( M. Elhefn awy )   1403       Figure  8.  A DS   si m ulati on  m od el  for t he p ropo s ed  RF tra nsc ei ver   fro nt - e nd           Figure  9. Fr e quency  dom ai n  analy sis at  the  ou t pu t  of I / Q d e m od ulato r f or the RF  r ecei ve r  f r on t - e nd   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  2 ,  A pr i l   2020   :   1398   -   1405   1404       Figure  10. Fre qu e ncy  do m ai n  analy sis at   the  inputs  of   the a nten na  a rr ay  el e m ents f or   the RF tra ns m i tt er f r ont - en d       5.   CONCL US I O N   In   this  pa per,  the  analo g  bea m fo r m ing   is  r eal iz ed  by  des ign in g  a  pro posed  phase d  a rray   antenna   wh ic h  operates   at   9. 6  G Hz,   a nd   c on sist s  of  4×1   slott e d  wa veguide  a nten na  arr ay   with  RF  transceive r   fr ont - end  as  a   fee der.  T he  slott e d  w aveguide   a nten n a  a rr ay   is  sim ulate d  i n  CST   M W S;  the   sim ulati on  res ults  sh ow  that  the  pr op ose d  phased  a rr a y  antenn a  can  achieve  a  m axi m u m   gain  of   13. 95   dB,  a  bea m   width   equ al   or   le ss  than  19 °   in  t he  el evati on   pla ne,  an d  S - pa ram e te rs  bel ow‒ 10  dB  ov e r  t he  fr e qu e ncy  range  f r om   9. 5  G Hz   to  9.7   G Hz.  T he  purity   of  the  ci rc ular  pola rizat ion   de pe nd s   on  t he  val ue  of   t he  pro gressi ve   phase  sh ift.   The  A DS  sim ulati on  so ft war e  is u sed  to sim ulate  the p r opose d  RF   transce iver  f ront - e nd. T he  A DS  sim ulati on   resu lt s  s how  t he  possi bili ty   of   us in g  the  pro po se d  RF  t ran scei ver   fro nt - e nd   as  a  fe eder   for  the  s lott ed  wav e guide a nt enn a  ar ray to  obta in a nalo g be a m fo rm ing  at  9.6 GHz .       REFERE NCE S   [1]   D.  Eh y ai e ,   “ Novel  Approac hes  t o   the   Design  of  Phased  Arra y   Antenna s, ”   Doctor   of  Philoso phy .   The   Univer sit y   of  Michi gan ,   2011 .   [2]   G.  L.   Charv at ,   L.   C.   Kem pel,  E.   J.  Rothwell,   C.   M.  Cole m an ,   and  E.   L .   Mokole,   "A n  U lt raw ide band  (UW B)   Sw it che d - Anten na - Arra y   Rad ar  Im agi ng  S y stem , "  IEEE  Int ernat ional   Symposiu m  on  Phased  Ar ray  Syste ms   and   Technol ogy ,   W a lt ham,  MA ,   pp.   543 - 550,   2010 .   [3]   M .   T .   Islam,  N .   Misran,   and   B .   Yat im,   “ Smart   Ant enna   U KM   Te stbed  fo r  Digital  B ea m form ing  S y stem, ”   EURA SIP   Journ al  on  Adv an ce s i n  Signal P roc es sing ,   2009 .   DO I:   1 0. 1155/2009/ 12 8516 .   [4]   W .   W ang,   J.   W ang,   D .   L ia ng ,   Y.  Tian ,   and   T.  Ren,   "D ev el opm ent   of   RF   Front - End  for  R eal - Tim e  MIM O  Rada r   Im agi ng  S y stem,"  Six th  In te rnati onal  Confe renc e   on  Instrum ent ati on  &   Me asu rement ,   Computer,   Comm unic ati o n   and  Control  ( IMCCC) ,   Harbi n ,  p p.   968 - 973 ,   201 6.   [5]   M.  Hos su,  S.  H.  Jam al i,   P.  Mous avi ,   K.  N ari m ani ,   M .   Fa khar za d eh ,   and   S.  Safa vi - Na e ini ,   "M ic row av e   B ea m form ing  using  Analog   Signal   Proc essing , "  I EE E   Antennas  a nd  Propagati on  Soci e ty   In te rnati onal  Symposium ,  San  Diego, CA,   pp.   1 - 4 ,   2008 .   [6]   N.  A.  Male k ,   O.  O.  Khali fa ,   Z .   Z.  Abidin,   S.  Y.   Moham ad,   and  N.  A.  A.   Rahman,   " Bea m   Stee ring  u sing  the   Acti v e   El ement   Pattern  of  Antenna Arra y , "   TEL KOMNIKA ,  v o l. 16 ,   n o . 4,   pp.   1542 - 1550,   Augus t  2018.   [7]   H.  Xu,  H.  Al iakbari an ,   and   G.   A.  E .   Vande nb osch,   "O ff - th e - S hel f  Low - Cost  Ta rge t  Tr ac king   Archi tectur e  fo r   W ire le ss   Com muni cations, "  I EEE  Syst ems J ourn al ,   vo l. 9, no. 1,  pp.   13 - 21 ,   Mar c h  2015.   [8]   R.   Rotm an,   M.  Tur ,   and  L .   Yar on,   "True   Ti m e  Delay   in  Phased   Arra y s,"   Proc eedings  of  the   IEEE ,   vol .   104,   no.   3,   pp.   504 - 5 18 ,   Ma rch   2016.   [9]   D.  L.   Le m es,   M.  V.  T.   Hec kl er ,   and  A.  W interstei n ,   "A   Low - Cost  Modular  Tra nsm it   Front - End   with  Analog  Bea m form ing  Capa bi li t y , "   SBM O/IEE E  MTT - S  I nte rnational   Micr owave   and  Opt oel e ct ronics  Co nfe renc e  ( IMOC) ,  Aguas de   Li ndoi a,   pp .   1 - 5 ,   2 017.   [10]   Y.  Yao,   F.  Zha ng  and  F.  Zha ng,   "A   New   Approa ch  to  Design  Circ ula r l y   Polar ize d  Bea m - Stee ring   Antenna   Arra y s   W it hout  Phase  Shift  Cir cui ts,"  in   IEE E  Tra nsa ct i ons  on  Antenna s  and  Propaga ti o n,   vol.  66,   no .   5,   pp.   2354 - 236 4 ,   Ma y   2018.   [11]   Y.  Yashch y sh yn,   K.  Godzisz e ws ki,   G.  Bogda n  and  P.  Piase cki ,   "X - band  a nte nna  arr a y   fo r  low - cost  be a m   sca nning, "   in  I E T  Microwa v es,   Antenna s &   Propaga t ion, vol .   11 ,   no .   15 ,   pp .   217 4 - 2178,   10   12  2 017.   [12]   H.  Zhu,   H.  Sun,   B.   Jones,  C.   Ding  and  Y.  J.  Guo,  "W ide band  Dual - Polar iz ed  M ult iple  Be am - Form ing  Antenna  Arra y s,"   in  I EEE   Tra nsa ct ions   on   Antenna s  and  P ropa gation,   vol.  67,   no .   3 ,   pp .   15 90 - 1604,   Mar ch 2019.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Desig n a nd simu l ation of  an  analog  be am f ormin g phase d arr ay an te nna  ( M. Elhefn awy )   1405   [13]   R.   Bagge n,   S.  Holzwa rth,   M.  Bott cher  and  S.  Otto,   "Innovat i ve  Antenna   Front  Ends  from   L - Band  to  Ka - Band  [Ante nna  Applicati ons  Corner ] , "   in  IEE E  Anten nas  and  Propaga ti on  Maga z ine,  vol.   59,   no.   5,   p p.   116 - 129,   Oc t .   2017.   [14]   A.  S.  Y.  Poon   and  M.  Ta gh iva nd,   "S upport ing  and  Ena bl i ng  Circ ui ts  for   Antenna   Arra y s  in  W ir el ess  Com m unic at ions,"  in  Proc ee din gs of  the IEEE ,   vol.   100 ,   no .   7 ,   p p.   2207 - 2218 ,   Ju l y   2012.   [15]   M .   W .   Sabri,   N .   A.  Murad,   and   M .   K.A.  Rah im,  "Bi - dire c ti on al   Bea m s  W ave gui de  Slott ed  Ante nna  at  Mill ime ter  W ave , "  TEL KOMNIKA ,   v o l. 16,  n o.   4,   pp.   1515 - 1521,   Augus t  20 18 .   [16]   A.  Oline r ,   "Th e   Im peda nce  Properties  of  Narro w  Radi a ti ng  Slo ts  in  th e  Bro ad  Face   of   Recta ng ula r  W ave gu id e :  Part  I -- Th eor y , "   IRE   Tr ansacti on s on  Antennas a nd  Propagati on ,   vol.   5 ,   no .   1 ,   pp .   4 - 11,   Janu ar y   19 57.   [17]   M.  Orefi c e  and   R.   S.  E ll io tt,  "D esign  of  W ave g uide - Fed  Seri es  Slot  Arra y s , "  Mi crowave s,  Opt ics   and  Ant ennas ,   IE E E   Pro c ee din gs H ,   vol .   129 ,   n o.   4 ,   pp .   165 - 16 9,   Augus t  1982 .   [18]   R.   K.  Enjiu  an d  Perotoni   M.  B. ,   "S lot t ed  W a vegui de  Ant enn a  Design  u sing  3D  EM  Sim ula ti on , "  Mic rowav e   Journal,   Hor izo n  Hous e  Publica ti ons ,   2013 .   [19]   S.  Roze nber g  and  A.  Yaha l om ,   "A   THz   Slot  Antenna  Optimiza ti on   using  Anal y t ic a l  Techni que s, "   RA DIO ENGINE ER ING,   vo l. 25,  no.   1 .   Sep .   2016 .   [20]   B.   P y n e,   P .   R.   Akbar,   V.   Ravi ndr a,   H.   Sait o ,   J.  Hi roka wa  and   T.  Fukam i,   "S lot - Arr a y   Antenn a  Feed er  Network  f o r   Space - Borne   X - Band  S y n the t ic  Apert ure   R ada r , "  in  IE EE  Tra ns ac t ion s  on  Ante nnas  and  Propag at ion ,   vol .   66 ,   n o.   7,   pp .   3463 - 347 4,   Jul y   2018 .   [21]   P.  Kum ar,   A.  Keda r  and  A.  K.  Singh,  "D esi gn  and  Deve lop m ent   of  Low - Cost  Low  Sidel o be  Le v el   Slot ted   W ave guide   Ant enna   Arra y   in  X - Band, "  in  IEE E  Tra nsa ct ions   on  Antenna s  an d  Propaga ti on,   vol.   63,   no.   11 ,   pp.   4723 - 4731 ,   Nov.  2015.   [22]   H.  Guan - Long,   Z.   Shi - Gang,   C .   Ta n - Huat  and  Y.   Ta t - Soon,  "Bro adba nd  and  high   gai n  wave guid e - fed   slot  antenna   arr a y   in  th e  Ku - band, "  in  IET   Microwa ves,   An te nnas  &  Propa gat ion ,   vol.   8 ,   no.   13,   pp.   1041 - 1 046,   21  Octob er   2014.   [23]   A.  Ghasem i  and  J.  La urin,   "A   Conti nuous  Bea m   Stee ring  Slott e d  W ave guide   Antenna   Us ing  Rota ti ng  Di el e ct ri c   Slabs,"  in   IEEE Transacti ons on   Antenna s a nd   Pr opaga t ion, vol .   6 7,   no .   10 ,   pp .   63 62 - 6370,   Oc t. 20 19.   [24]   Y.  T y ag i, P.  Me vada ,   S.  Ch akr a bar t y   and  R.   J y o ti ,   "H igh - eff i ci e nc y   broa db and  s lot te d   wave gu id e  arr a y   ant enn a, "   in   IET   Mi cro wave s ,   Antenn as  &   Propaga t ion, vol .   1 1,   no .   10 ,   pp .   14 01 - 1408,   16   8  2 017.   [25]   H.  C.   Zha o ,   R .   R .   Xu  and   W .   W u ,   "Broadb and  wa vegui de   slot  arr a y   f or  SA R, "  in   E le c tr onic s L e tt er s,  vol.  47,   no.   2 ,   pp.   76 - 77 ,   Janu a r y   2011.       BIOGR AP H Y   O F  AU TH OR       Mohame d  Elhefna w y   r ec e ived  PhD   degr ee  in  Com m unic ations  Engi ne eri n g  from   US M   Univer sit y ,   Ma lay sia ,   in  2010.   H e  has  strong  ac a dem ic   bac kgrou nd  tha t  in cl udes:   RF /Mic rowave   Engi ne eri ng,   Elec tromagne ti c  T heor y   and  Ante nna  The or y .   He   has  a  par ti cu la r   set  of  skill s  in   El e ct rom agne t ic  sim ula ti on  tools   such  as  A DS  and  CS T,   and  Sim ula ti on  of  S y stems   using   MA TL AB  and  Sim uli nk.   In  ad dit ion  to  his  ex per ti se   in  ant en na  design ,   h e  h as  e xper ie n ce   in  designi ng  and   t esti ng  RF /Mic ro wave   componen ts  such  as  ampl ifi ers,  m ixe rs,  o scil lators,  and   m ic rowave   fi lt er s.  He  got  “ Sang gar   Sajung ”  Aw ard   for  Ex celle n ce   in   Publishing ,   Univer si t y   of   Scie nc e  Mal a y si a  (US M),  2009.   He  publi shed   hi gh  impact fact or   rese arc h   pap ers.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.