I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   2 A p r il   201 9 ,   p p .   1258 ~ 1 2 6 6   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 9 i 2 . pp 1 2 5 8 - 1266           1258       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   A new  desig n of a  m i cros trip  rec t en na  at 5.8  GH z f o w ireless   po w er t ra ns m iss i o n app lica tions       T a y bi Abdella h 1 ,   Abdela li  T a j m o ua t i 2 ,   J a m a Z b it o u 3 ,   Ah m ed  E rr k i k 4 ,   M o ha m ed  L a t ra ch 5   1 , 2, 3, 4 L M EE T ,   F S T   o f   S e tt a t,   Ha ss a n   1 st U n iv e rsity ,   S e tt a t,   M o ro c c o   5 M icro w a v e   G ro u p   ES EO  A n g e rs ,   F ra n c e       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   25 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Sep   1 2 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Oct   7 ,   2 0 1 8       Du e   to   t h e   e v e r - in c re a sin g   p o w e d e m a n d ,   th e   n e e d   o f   e lec tri c it y   a n d   e c o - f rien d ly   p o w e in   e v e r y   n o o k   a n d   c o rn e o f   th e   w o rld ,   m a n y   re a s e rc h   to p ics   h a v e   b e e n   d e v o ted   to   d e a l   w it h   t h is  p r o b lem a ti c .   T h is  p a p e is  tak in g   p a rt   o f   th e   p ro p o se d   so l u ti o n w it h   th e   p re se n tatio n   o f   a   n o v e 5 . 8   G H z   re c ten n a   s y ste m   f o w irele ss   p o w e r   tran sm is sio n   a p p li c a ti o n s.  In   o n e   h a n d ,   a   m in iatu rize d   5 . 8   G Hz   c ircu lar  p o lariz e d   p a tch   a n te n n a   h a b e e n   d e sig n e d   a n d   sim u late d   b y   u sin g   th e   A d v a n c e d   De sig n   S y ste m   ( A DS).   In   th e   o th e r   h a n d ,   a   re c ti f ier  stru c tu re   h a b e e n   in v e stig a ted   a n d   o p ti m ize d   b y   th e   u se   o th e   Ha rm o n ic  Ba lan c e   m e th o d   a v a il a b le  in   A DS.   T h e   c ircu it   is  b a se d   o n   5   HSM S 2 8 2 0   S c h o t tk y   d io d e im p le m e n ted   in   a   v o lt a g e   m u lt ip li e to p o l o g y   a n d   a   lo a d   re sista n c e   o f   1   KO h m .   Bo t h   o f   th e   str u c tu re h a v e   b e e n   v a li d a ted   b y   si m u latio n   a n d   e x p e rim e n tal   re su lt a n d   g o o d   a g re e m e n h a s   b e e n   c o n c l u d e d .   K ey w o r d s :   A d v an ce d   d esi g n   s y s te m   P atch   an ten n a   R ec ten n a   Sch o tt k y   d io d   W ir eless   p o w er   tr an s s m is io n   Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   T ay b i A b d ella h ,     Facu lt y   o f   Sc ien ce s   an d   T ec h n iq u es,   Hass a n   1 s tU n iv er s it y ,   Un i v er s it y   C o m p lex   C asab la n ca   r o ad ,   Km   3 . 5 ,   B . P : 5 7 7   Settat,  Mo r o cc o .   E m ail: ta y b i.a b d ellah @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   W ir eless   p o w er   tr an s m i s s io n   h as  g a in ed   g r ea atte n tio n   in   r ec en y ea r s   as  o n o f   th tec h n o lo g ies  f o r   ch an g i n g   th e   w a y   o f   s u p p l y in g   e n er g y   [ 1 ] - [ 3 ] .   As  k e y   co m p o n en i n   w ir ele s s   p o w er   t r an s m is s io n   s y s te m ,   th r ec te n n a   u n d er tak e s   t h m ai n   ta s k   to   co n v er t h r ec ei v ed   R p o w er   in to   DC   p o w e r   w h ic h   ca n   t h e n   b e   co n s u m ed   b y   o th er   p ar ts   o f   t h s y s te m   [ 4 ] ,   [ 5 ] .     T h r ec ten n ( R ec ti f y i n g   An t en n a)   [ 6 ] ,   [ 7 ]   co n tain s   r ec ei v in g   a n te n n a n d   an   R F - D C   co n v er s io n   cir cu it.  T h R F - DC   c o n v er s io n   cir cu it  o f ten   co n s i s ts   o f   o n o r   m o r Sch o tt k y   d io d es,  an d   DC   o u tp u f il ter .   A   r ec ten n is   g e n er all y   lo ad e d   b y   r esis tiv ele m e n th at  r ep r esen ts   th i n p u i m p ed a n ce   o f   th d ev ice  to     b p o w er ed .     T h f u n ctio n   o f   t h a n ten n is   to   r ec ei v t h elec tr o m ag n etic  w av e   i n   t h e n v ir o n m en t .   Var io u s   t y p es  o f   t h r ec eiv i n g   a n te n n as  h a v b ee n   ap p lied   in to   th W PT  s y s te m s   [ 8 ] - [ 1 3 ] .   T h u s o f   cir cu lar l y - p o lar ized   an ten n as   [ 8 ]   h as   t h ad v an tag e   o f   av o id i n g   p o lar izatio n   ali g n m e n t   p r o b lem   a s   w ell   as   r ed u ci n g   p o lar izatio n   lo s s ,   as  co m p ar ed   to   lin ea r ly - p o lar ized   an ten n as .   Fo r   th ca s o f   in co m i n g   elec tr o m a g n etic  w av e   w it h   lo w er   p o w er   d en s it y ,   h ig h   g a in   an te n n o r   lar g ar r a y   [ 9 ]   is   r eq u ir ed   to   h ar v e s s u f f icie n t   R p o w er   d eliv er ed   to   th r ec tify in g   cir c u it s o   t h at  th r ec te n n h as a cc ep tab le  co n v er s io n   e f f icien c y .   Am o n g   all   th i s   d i v er s it y   o f   a n ten n a   t y p es   p r esen ted   i n   t h lit er atu r e,   Mic r o s tr ip   an te n n a s   h av f o u n d   ex ten s i v ap p licatio n   in   m o d e r n   co m m u n ica tio n   s y s te m s   b ec au s o f   t h eir   i n h er e n p r o p er ties   s u c h   as   s m all   s ize,   lig h w ei g h t,  ea s y   f ab r ica tio n   w it h   lo w   co s o n   m ass   p r o d u ctio n   an d   p o s s ib ilit y   o f   i n t eg r atio n   w it h   o th er   p r in ted   cir cu it  m icr o w a v co m p o n en ts .   T h b asic  a n te n n ele m e n i s   t h i n   co n d u cto r   o f   d i m e n s io n s   L   x   W   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   n ew d esig n   o f a   micro s tr ip   r ec ten n a   a 5 . 8   GHz fo r   w ir eles s   p o w er tr a n s mi s s io n   ( Ta yb i A b d ella h )   1259   o n   d ielec tr ic  s u b s tr ate  o f   p e r m itti v it y   ε r ,   lo s s   tan g en tan   δ  an d   th ic k n es s   h   b ac k ed   b y   a   co n d u cti n g   g r o u n d   p lan e.   T h is   co n f i g u r atio n   i s   s h o w n   in   F ig u r e   1.           Fig u r e   1 .   R ec tan g u lar   m icr o s tr ip   an ten n co n f i g u r atio n       Var io u s   s h ap e s   co u ld   b u s e d   as  a   r ad iatin g   ele m e n t.  Ot h er w is e,   th e   o p er atin g   f r eq u e n c y   h a s   a   s ig n i f ica n w ei g h tin e s s   o n   th an ten n a s   s ize.   Sev er al  o p er atin g   f r eq u e n cies  o f   th r e cten n h a v b ee n   co n s id er ed   an d   in v esti g ated .   C o m p o n e n ts   o f   m icr o w a v p o w er   tr an s m is s io n   h av tr ad itio n all y   b ee n   f o cu s ed   o n   2 . 4 5   GHz   a n d   r ec en t l y   m o v in g   u p   to   5 . 8   GHz ,   w h ic h   h a s   s m aller   a n te n n a   ap er tu r a r ea   th a n   t h at   o f   2 . 4 5   GHz .   B o th   f r eq u e n cie s   h a v c o m p ar ab l y   lo w   at m o s p h er ic  l o s s ,   ch ea p   co m p o n e n t s   av a ila b ilit y ,   a n d   r ep o r ted   h ig h   co n v er s io n   ef f icie n c y .   I n   o r d er   to   g et  d o n e   co m p l ete  r ec ten n s y s te m ,   w h a v e   d ev elo p ed   p atch   a n te n n a   a 5 . 8   GHz   w it h   a   m in iatu r ized   s ize  f ed   b y   m icr o s tr ip   tech n o lo g y   u s i n g   F R 4   s u b s tr ate  ( d ielec tr ic  p er m i tti v it y   co n s tan t   4 . 4 ,   th ick n e s s   o f   1 . 6 m m   a n d   lo s s   ta n g e n o f   0 . 0 2 5 )   co m b in ed   w it h   v o ltag m u lt ip lier   r ec tif ier   u s i n g   f iv e   HSMS2 8 2 0   s ch o ttk y   d io d es a t 5 . 8   GHz   w i th   s a tis f y in g   r es u lt s .       2.   ANT E NNA  AN L YS I S AN DE S I G N   2 . 1 .   Ana ly s is   Mic r o s tr ip   an te n n a s   ar also   r ef er r ed   to   as  p atch   an te n n as  b ec au s o f   t h r ad iati n g   ele m e n ts   p h o to - etch ed   ( p atch es)  o n   t h d iel ec tr ic  s u b s tr ate.   T h is   r ad iati n g   p atc h   m a y   b s q u ar e,   r e ctan g u lar ,   cir cu lar ,   ellip tical,   tr ian g u lar ,   a n d   an y   o th er   co n f i g u r atio n .   I n   t h is   wo r k ,   r ec tan g u lar   m icr o s tr ip   p a tch   an te n n is   ta k e n   u n d er   co n s id er atio n .       2 . 1 . 1 .     Ca lcula t io n o f   w idth  ( W)   Fo r   an   ef f ec ti v r ad iato r ,   p r ac tical  w id t h   o f   t h p atch   an ten n t h at  lead s   to   g o o d   r ad iatio n   ef f icien c ies is   g i v en   b y   [ 1 4 ] :                                   ( 1 )     W h er C 0   is   t h f r ee - s p ac v el o cit y   o f   li g h t i. e.   3 ×1 0 - 8   m /s   a n d   ε r   is   th d ielec tr ic  co n s ta n o f   m ater ial.     2 . 1 . 2 .     Ca lcula t io n   o f   ef f ec t iv diel ec t ric  co ns t a nt  ε re f f   T h v alu o f   ef f ec ti v d ielec tr ic  co n s tan is   less   t h a n   d ielec tr ic  co n s tan o f   t h s u b s tr ate,   b ec au s o f   th f r i n g i n g   f ield s   ar n o co n f i n ed   in   d ielec tr ic  s u b s tr ate  ar o u n d   th p er ip h er y   o f   t h p atch   o n l y ,   b u is   al s s p r ea d   in   th air .   T h v alu o f   th is   e f f ec ti v d ielec tr ic  co n s ta n t is  g i v en   b y   [ 1 4 ]     ε reff                              *            + - 1/2   ( 2 )     2 . 1 . 3 .     Ca lcula t io n o f   l eng t h ( L )   T h len g t h   o f   t h p atc h   d eter m i n es t h r e s o n a n ce   f r eq u en c y   t h u s   it   is   a   cr itical  f ac to r   f o r   n ar r o w b an d   p atch .   Si n ce   it  i s   n o p o s s ib le   to   ac cu r atel y   ac co u n t   th e   f r in g in g   f ield   t h r e s u l ts   ar e   n o t   d ef i n ite.   B elo w   i s   t h e   eq u atio n   to   ca lcu la te  th le n g t h   o f   t h p atch :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   2 A p r il   201 9   :   1 2 5 8   -   1266   1260                            ( 3 )     W h er Δ L   i s   th le n g t h   ex te n s io n   b ec au s o f   f r in g i n g   f ie ld ,   w h ic h   ca n   b ca lcu la ted   as f o l lo w :                        (                   ) (                 ) (                     ) (               )     ( 4 )     2 . 1 . 4 .     F ee din g   m et ho d s     Ma n y   co n f ig u r at io n s   a r u s ed   to   f ee d   m icr o s t r i p   an ten n as .   T h f o u r   m o s p o p u la r   a r th e   m icr o s t r i p   lin e,   co ax ia p r o b e ,   a p e r tu r c o u p lin g ,   an d   p r o x im ity   co u p li n g .   I n   th is   w o r k ,   th m icr o s t r i p   f ee d   l in is   u s e d ;   it  is   als o   c o n d u c tin g   s tr i p ,   u s u ally   o f   m u ch   s m aller   w id th   co m p ar ed   t o   th p at ch .   T h m icr o s t r i p - lin f ee d   is   ea s y   to   f a b r ica te ,   s im p l t o   m a tch   b y   co n t r o llin g   th e   in s et   p o s iti o n   an d   r a th e r   s im p le   t o   m o d el.     2 . 2 .   Desig n   Fig u r e   2   s h o w s   th g e o m etr y   o f   th p r o p o s e d   p at ch   an t en n w h ich   f u n ctio n s   at  5 . 8   G Hz .             Fig u r e   2 .   T h p r o p o s ed   p atch   an ten n a       Fo r   a   g iv en   an ten n a ,   th e   d et er m in atio n   o f   th r a d i at ed   w av g o es  th r o u g h   th r es o lu t i o n   o f   th e   Ma x w ell  eq u at io n s .   T h is   d if f icu lt  p r o b lem   o f   m ath em atica p h y s ics  is   n o g en er ally   an aly tical ly   s o lu b l e,   ev en   f o r   th s im p lest   s t r u ctu r es .   No w ad ay s ,   d u to   th c o m p u te r   a n d   th u s o f   ele ct r o m ag n etic  o r   d ig i tal  co d es,  th e   d esig n   o f   c o m p lex   an ten n as  b ec o m es  p o s s i b le .   T h u s ,   el ec t r o m ag n etic  s im u lato r s   h av b e co m ess en tia to o ls   f o r   ass is tin g   th e   d esig n   o f   d ev i ce s   an d   s y s tem s .   T h ey   ar b as ed   o n   ex ac n u m er ic al  m eth o d s   th at  g iv ac cu r a te   r esu lts .   T h ese  m eth o d s   s o lv t h Ma x w ell  eq u a ti o n s   o r   d e r iv ed   f o r m s   an d   a r a p p lie d   t o   d if f er en f o r m u lati o n s   w ith   all  th ei r   ad v an tag es  an d   d is a d v an t ag es.   H o w ev er ,   t h eir   u s e   im p lies   c alcu l ati o n   tim th at  is   o f ten   p r o h i b it iv b ec au s it  in v o lv es   d is c r et izin g   th v o lu m o r   th s u r f ac t o   b an aly ze d .   T h is   is   o n o f   th w ea k   lin k s   in   th C A p r o ce s s .   A   co m p r o m is is   th e r ef o r t o   b e   m ad b etw ee n   th s ea r ch   f o r   p e r f o r m an ce   an d   a   s im p le  m o d elin g   o f   th an te n n ac c o r d in g   to   th ap p l ic at io n .   I n   o u r   ca s e,   w h av u s ed   th m o m en tu m   s im u lato r   f r o m   A d v en ce d   De s ig n   Sy s te m   [ 1 5 ]   w ith   th d e f in itio n   o f   th m esh   d en s i ty   to   o b tain   r esu l ts   as   ac cu r at as  p o s s i b le .   A s   s h o w n   in   th e   F ig u r 3 ,   th e   d ev el o p ed   an t en n h as   g o o d   m atch i n g   im p u im p ed an c e   at  5 . 8   GH z.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   n ew d esig n   o f a   micro s tr ip   r ec ten n a   a 5 . 8   GHz fo r   w ir eles s   p o w er tr a n s mi s s io n   ( Ta yb i A b d ella h )   1261       ( a)       ( b )       Fig u r e   3 .   ( a)   Sim u lated   r ef lect io n   co ef f icien t v er s u s   f r eq u e n c y   ( b )   Far f ield   an te n n p ar a m eter s       3.   5 . 8   G H RF - DC  RE CT I F I E DE S I G   RF - DC   co n v er s io n   s tr u ct u r e s   ar g en er all y   b u i lt  ar o u n d   d io d e s   o r   d io d e - m o u n ted   tr an s is to r s .   T h d io d es  ar ch ar ac ter ized   b y   th r es h o ld   v o ltag w h ic h   m u s b ex ce ed ed   in   o r d er   to   p u th e m   in   co n d u ctio n   s ta te .   W h en   th i n cid en p o w er   lev e is   i m p o r t an t,  th d io d th r esh o ld   v o lta g is   n o li m it in g   f ac to r ,   b ec au s th a m p lit u d e   o f   t h i n cid en t   s i g n al  i s   s i g n if ica n tl y   h ig h er   t h a n   t h t h r es h o ld   v o lta g o f   th e   d io d es.  I n   th ca s o f   v er y   lo w   le v el s   o f   i n cid en p o w er ,   th lo s s es  d u to   th t h r es h o ld   v o ltag es  o f   th d io d es   b ec o m p r ed o m in a n t.  Mo s tl y   Sch o tt k y   d io d es  ar u s ed   b ec au s o f   t h eir   lo w   t h r esh o l d   v o ltag an d   lo j u n ctio n   ca p ac it y .   Fi g u r 4   s h o w s   th e q u i v ale n cir cu i m o d el  o f   t h Sch o tt k y   d io d e ,   w h ich   h as  s er ies   r esis ta n ce   R s ,   j u n ct io n   ca p a citan ce   C j ,   j u n ctio n   r e s is ta n ce   R j ,   p ac k a g i n d u c tan ce   L p ,   a n d   p ac k a g e   ca p ac itan ce   C p ,   its   f o r w ar d - b i as tu r n - o n   v o lta g V bi   an d   b r ea k d o w n   v o lta g V B .           Fig u r e   4 .   T h e q u iv alen t c ir c u it  m o d el  o f   th Sch o tt k y   d io d e   [ 1 6 ]       T h s tr u ctu r o f   th v o lta g m u ltip lier   r ec tif i er   cir cu it  i s   g iv en   i n   Fi g u r 5 ( a) .   I h as  b ee n   d esig n ed   f o r   an   in p u p o w er   r an g f r o m   - 2 0 d B m   to   3 0 d B m .   T h c h o ice  w a s   m ad to   u s Sc h o t tk y   d io d es  w it h   lo w   th r es h o ld   v o ltag e s   an d   lo w   j u n ctio n   ca p ab ilit ie s ,   ie  A g i len HSMS2 8 2 0   [ 1 7 ] .   Fiv o f   th i s   t y p o f   d io d es  h av e   b ee n   u s ed   to   d esig n   t h r ec tif i er   s tr u ctu r e,   in ter co n n ec ted   b y   u s in g   th m icr o s tr ip   tech n o l o g y   w ell  k n o w n   b y   th lo w   m a n u f ac tu r i n g   co s t.  T h d if f ic u lt y   e n co u n ter ed   i n   o p ti m izi n g   r ec te n n a   co m e s   f r o m   th e   n o n li n ea r   asp ec t o f   t h r ec ti f y i n g   d io d e,   w h ic h   ca u s es a   v ar iatio n   i n   t h i m p ed an ce   o f   t h o v er all  cir cu it a s   f u n ctio n   o f   th o p er atin g   p o w er .   As  r esu lt,  th o u tp u p o w er   is   n o   lo n g er   lin ea r   f u n c tio n   o f   th i n p u p o w er .   T h u s ,   d ep en d in g   o n   t h in c id en p o w er   a n d   th lo ad   o f   th e   r ec tif i er   w g et  m a x i m u m   e f f icie n c y   f o r   w e ll - d e f i n ed   o p er atin g   p o in t.  T h o p ti m iz atio n   p r o ce d u r is   b ased   o n   t h r atio   o f   t h D C   o u tp u p o w er   to   t h in c id en t   p o w er   ( co llected   b y   th a n ten n a) ,   b y   o p ti m izi n g   th e   d i m en s io n s   o f   t h i n p u t   m atc h i n g   cir c u it.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   2 A p r il   201 9   :   1 2 5 8   -   1266   1262   Fo r   o p ti m izatio n ,   w co n s id e r   th at   th e   i m p ed a n ce   o f   t h an ten n a   ten d s   to   5 0 Ω   to   f 0 ,   w h ic h   allo w s   u s   to   r ep lace   it  w ith   5 0 Ω   g en er ato r .   T h m icr o s tr ip   li n es  h a v b ee n   o p ti m ized   b y   d ef i n in g   t h e   len g t h s   a n d   w id t h s   cr iter ia  an al y s is   ( t h o p ti m iz atio n   f u n ctio n   a v ailab le  i n   A D S)  to   allo w   m a x i m u m   e n er g y   tr an s f er   a n d ,   co n s eq u e n tl y ,   g o o d   p er f o m en ce s   in   ter m s   o f   o u tp u v o ltag an d   co n v er tio n   ef f icie n c y .           ( a)         ( b )     Fig u r e   5 .   ( a)   T h p r o p o s ed   r ec tif ier   to p o lo g y ,   ( b )   Mic r o w av e   r ec tif ier   d etec tio n   s e n s it iv i t y   i m p r o v e m e n co n f i g u r atio n       T o   b e   ab le  t o   j u d g th r ec tif ier   p er f o r m an ce s ,   m a n y   i n d icato r s   m u s b p r esen ted   an d   an alize d .   T h co n v er s io n   e f f icien c y   u n d er tak es  to p   o f   th e   li s o f   i m p o r tan p er f o r m an ce   i n d icato r s .   T h ef f icie n c y   o f   th r ec ten n s y s te m   is   b asical l y   eq u i v alen to   its   t r an s f er   f u n ctio n .   T h g en er al  d ef i n itio n   o f   an y   ef f icie n c y   ( η )   u s ed   h er ea f ter   i s   t h r atio   o f   th o u tp u p o w er   P out   o v er   t h i n p u p o w er   P in :   P out / P in .   Fig u r 6   s h o w s   t h e   s i m u lated   co n v er s io n   e f f icien c y   v er s u s   i n p u p o w er .   T h co n v er s io n   e f f icie n c y   r ea c h es  v alu e   o f   4 3 f o r   a n   in p u t   p o w er   o f   2 7 d B m .   T h c ir cu it  s tar ts   to   d etec t   at  a   lo w   p o w er   le v el  a n d   e f f icien c y   in cr ea s as   th e   i n p u t   p o w er   lev el   in cr ea s e.   A s   s e co n d   i m p o r tan p er f o r m an ce   in d icato r ,   w e   h a v s i m u lated   th o u tp u v o ltag e   v er s u s   i n p u t p o w er ,   as  s h o w n   in   th f i g u r e;  h i g h   v o ltag o f   1 8   is   r ea ch ed   at  3 0   d B m .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   n ew d esig n   o f a   micro s tr ip   r ec ten n a   a 5 . 8   GHz fo r   w ir eles s   p o w er tr a n s mi s s io n   ( Ta yb i A b d ella h )   1263       ( a)     ( b )       Fig u r e   6 .   ( a) Si m u la ted   r ec tif ie r   ef f icie n c y   v er s u s   i n p u t p o w e r ( b )   Si m u lated   o u tp u v o ltag v er s u s   in p u p o w er   o f   th r ec ti f ier       4.   ACH I E V E M E NT   AND  M E ASURE M E N T   I is   n ec es s ar y   to   ch ec k   th r e s u lt s   p r o v id ed   b y   t h s i m u lato r .   T h b est  w a y   b ein g   th m ea s u r e m en t,   th r ec ten n h as  b ee n   s ized   to   r esp o n d   to   ap p licatio n s   at  5 . 8   GHz   o f   th I SM  b an d .   O w i n g   to   eq u ip m e n t   li m ita tio n s ,   m a x i m u m   i n p u p o w er   o f   1 8   d B m   w a s   ap p lied . W h av u s ed   as   s u b s tr ate  th F R 4   w it h   d ielec tr ic  p er m itti v it y   co n s ta n 4 . 4 ,   th ick n e s s   o f   1 . 6 m m   an d   lo s s   tan g en o f   0 . 0 2 5 .   S ev er al  s tag e s   ( f r o m   P r in tin g   th m as k   o n   tr ac i n g   p ap er   to   w eld i n g   co m p o n en t s   an d   SM A   p o r ts )   h av b ee n   d o n to   f ab r icate   th e   r ec ten n s tr u c tu r b y   u s i n g   t h ch e m ical  m et h o d .   T h an te n n a   w as  test ed   i n   a n   a n ec h o ic   ch a m b er   to   ex tr ac t   th r ad iatio n   p atter n ,   an d   u s in g   Vec to r   Net w o r k   An al y ze r   to   v alid at th m atch in g   in p u i m p ed an ce .   I n   ad d itio n ,   th r ec tif ier   p er f o r m a n ce s   w er co n f ir m ed   b y   th u s o f   t h m e a s u r e m en t   s etu p   illu s tr ated   in   F ig u r 7 .   T h m ea s u r ed   r ef l ec tio n   co ef f icie n ts   ar d ep icted   in   Fig u r 8 ,   th v al u e s   ar r ec o r d ed   in   th e   f r eq u en c y   b a n d   [ 5 . 6 - 6 ]   GHz   f o r   th e   r ec tifie r   an d   [ 5 - 6 ]   G Hz  f o r   t h a n te n n a.   T h m ea s u r ed   an d   s i m u lated   r ef lectio n   co ef f icie n ts   at  5 . 8   GHz   ar i n   g o o d   ag r ee m e n t.   Fi g u r 9   s h o w s   t h m ea s u r ed   E - p lan   an te n n a   r ad iatio n   p atter n   at  5 . 8   GHz   f o r   az i m u t h   p lan   o f   0 ,   4 5   an d   9 0 °           Fig u r e   7 .   Fab r icate d   r ec ten n s y s te m         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   2 A p r il   201 9   :   1 2 5 8   -   1266   1264       ( a)   ( b )             ( c)   ( d )     Fig u r e   8 .   Me asu r ed   r esu lt s   o f   t h r ec ten n a.   ( a)   S1 1   v er s u s   f r e q u en c y   ( f o r   R ec ti f ier )   ( b )   S1 1   v er s u s   f r eq u en c y   ( f o r   An ten n a)   ( c)   Ou tp u t v o lta g v er s u s   i n p u t p o w er   ( d )   C o n v er s io n   e f f icie n c y   v er s u s   i n p u t p o w er           Fig u r e   9 .   T h m ea s u r ed   E - p la n   an te n n r ad iatio n   p atter n   at  5 . 8   GHz   f o r   az im u t h   p lan   o f   0 ,   4 5     an d   9 0 °       5.   CO NCLU SI O N   An   o v er v ie w   o f   5 . 8   GHz   R ec ten n s y s te m   h as   b ee n   ca r r ied   o u t,  w it h   s p ec ial   e m p h a s is   o n   co n f i g u r atio n s   t h at  ar p ar t icu lar l y   attr ac ti v f o r   th e ir   s i m p licit y   a n d   d esig n   f le x ib ilit y A tte n tio n   h as  b ee n   ac co r d ed   to   th v o lt ag m u lt ip lier   r ec tif ier   f o r   b ein g   t h k e y   e le m e n o f   th s y s te m .   T h is   latte r   i s   b ased   o n   f iv H SMS sc h o tt k y   d io d es  w ell  k n o w n   b y   t h eir   g o o d   p er f o r m an ce   i n   R F a p p licatio n s ,   i m p le m e n ted   b y   u s i n g   th e   m icr o s tr ip   tech n o lo g y .   T h s ec o n d   p ar is   ab o u m i n iat u r 5 . 8   GHz   p atc h   an ten n d es ig n ed   to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   n ew d esig n   o f a   micro s tr ip   r ec ten n a   a 5 . 8   GHz fo r   w ir eles s   p o w er tr a n s mi s s io n   ( Ta yb i A b d ella h )   1265   o p er ate  in   cir cu lar   p o la r ized   w a y .   T h i s   r ec ten n s tr u ct u r s h o w s   g o o d   p er f o r m an ce s   in   t er m s   o f   co n v er s io n   ef f icien c y   a n d   o u tp u v o ltag l ev el.       RE F E R E NC E S   [1 ]   K.  M .   Z.   S h a m a n d   M .   A li ,   " Wi re les p o w e r   tran s m issio n   to   a   b u ried   se n so in   c o n c re te  " IEE S e n so rs   J o u rn a l,   v o l.   7 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 5 7 3 1 5 7 7 ,   2 0 0 7 .   [2 ]   M .   S u d o u ,   H.  T a k a o ,   K.  S a w a d a ,   a n d   M .   Ish id a ,   " A   n o v e RF   in d u c e d   p o w e su p p ly   s y ste m   f o m o n o li t h ica ll y   in teg ra ted   u b iq u it o u s m icro   se n so n o d e s, " S e n so rs   a n d   Actu a to rs   A ,   v o l.   1 4 5   1 4 6 ,   n o .   1 - 2 ,   p p .   3 4 3 3 4 8 ,   2 0 0 8 .   [3 ]   M .   A .   A d e e b ,   A .   B.   Isla m ,   M .   R.   H a id e r,   F .   S .   T u li p ,   M .   N .   Er ics o n ,   a n d   S .   K.  Isla m ,   " A n   in d u c ti v e   li n k - b a se d   w irele ss   p o w e tran sfe s y ste m   fo b io m e d ica a p p li c a ti o n s,"   Acti v e   a n d   Pa ss ive   El e c tro n ic  Co m p o n e n ts,   v o l.   2 0 1 2 A rti c le ID  8 7 9 2 9 4 ,   1 1   p a g e s,  2 0 1 2 .   [4 ]   Ja m a Zb it o u ,   M o h a m e d   L a tra c h   " H y b rid   Re c ten n a   a n d   M o n o li th ic  In teg ra ted   Zero - Bias   M icro w a v e   R e c ti f ier,"   IEE T ra n sa c ti o n s O n   M icr o wa v e   T h e o ry   An d   T e c h n iq u e s,  V o l.   5 4 ,   No .   1 ,   Ja n u a ry   2 0 0 6   [5 ]   F a n g   Zh a n g ,   F a n - Yi  M e n g ,   J o n g - Ch u L e e ,   Qu n   W u " S tu d y   o f   a   No v e Co m p a c Re c ten n a   f o W irele ss   En e rg y   Ha rv e stin g ,   "   IEE In ter n a ti o n a l W ire les s S y mp o siu m ( IW S )Co n fer e n c e ,   p p .   1 - 4 ,   2 0 1 3     [6 ]   D.  H.  Ch u c   a n d   B.   G .   Du o n g ,   In v e stig a ti o n   o f   Re c ti f ier  Cir c u it   Co n f ig u ra ti o n f o M icro w a v e   P o we T ra n s m i ss io n   S y st e m   Op e ra ti n g   a S   Ba n d ,   I n ter n a ti o n a J o u rn a o El e c trica a n d   Co m p u ter   E n g i n e e rin g   ( IJ ECE ),   v o l/ issu e :   5 (5 ),   p p .   9 6 7 - 9 7 4 ,   2 0 1 5 .   [7 ]   De e p a k   Ku m a r,   Ka lp a n a   Ch a u d h a ry ,     Hig h   Ef f ici e n c y   Ha r m o n ic  Ha rv e st e Re c ten n a   f o En e rg y   S to ra g e   A p p li c a ti o n ,   In ter n a ti o n a J o u r n a o Po we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ( IJ PE DS ),   V o l.   9 ,   n o .   1 ,   p p .   2 5 2 - 2 5 9 ,   M a rc h   2 0 1 8 .   [8 ]   Zi e d   Ha ro u n i,   L a u re n Ciri o ,   L o tf Os m a n ,   A li   G h a rsa ll a h .   a n d   Od i le  P ico n ,   " A   Du a Circu larl y   P o lariz e d   2 . 4 5 - G Hz   Re c ten n a   f o W irele ss   P o w e T r a n sm issio n , "   IEE An te n n a s W ire les s P ro p a g .   L e tt . , V o l.   1 0 , p p .   3 06 - 3 0 9 , 2 0 1 1 .   [9 ]   Yu - Jiu n   Re n   a n d   Ka i   Ch a n g ,   " 5 . 8 - G Hz   Circu larl y   P o lariz e d   Du a Dio d e   Re c ten n a   a n d   Re c t e n n a   A rra y   f o M icro w a v e   P o w e T ra n s m is sio n , "   IEE T ra n sa c ti o n s   On   M icr o wa v e   T h e o ry   A n d   T e c h n iq u e s V o l.   5 4 , No .   4 ,   p p .   1 4 9 5 - 1 5 0 2 ,   A p r.   2 0 0 6   [1 0 ]   H.  T a k h e d m it ,   L .   Ciri o ,   S   Be li a l,   D.  De lcro ix   a n d   0   P ico n ,   " Co m p a c a n d   e ff icie n 2 . 4 5   G   Hz   c irc u larly   p o larise d   sh o rted   r in g - slo t   re c ten n a , "   El e c tro n .   L e tt . ,   Vo l .   4 8 ,   N o .   5 , M a r.   1 ,   2 0 1 2 .   [1 1 ]   Fu - Jh u a n   Hu a n g ,   T z o n g - Ch e e   Yo ,   Ch ien -   M in g   L e e ,   a n d   Ch i n g   Hs in g   L u o ,   " De sig n   o Circ u lar  P o lariz a ti o n   A n ten n a   W it h   Ha rm o n ic S u p p re s sio n   f o Re c ten n a   A p p li c a ti o n , "   I EE An ten n a s W ire les s P ro p a g .   L e tt . ,   V o l.   1 1 ,   p p .   592 - 5 9 5 ,   2 0 1 2 .   [1 2 ]   Yu - Jiu n   Re n ,   M u h a m m a d   F .   F a ro o q u i,   a n d   Ka C h a n g ,   " A   Co m p a c Du a l - F re q u e n c y   Re c ti fy in g   A n ten n a   W it h   Hig h - Ord e rs Ha r m o n ic Re jec ti o n , "   IEE T ra n s.  A n ten n a s P ro p a g a t. ,   V o l.   5 5 ,   No .   7 ,   p p .   2 1 1 0 - 2 1 1 3 ,   Ju l.   2 0 0 7 .   [1 3 ]   T a e - Ui  Ho n g ,   K y o u n g -   M in   Oh ,   H y u n - W o o k   L e e ,   He e   Na m ,   T a e   S o o n   Yu n ,   Da e - S u n g   L e e ,   Ha k - In   Hw a n g ,   a n d   Jo n g - Ch u l   L e e ,   " No v e Bro a d b a n d   re c ten n a   u si n g   p ri n ted   m o n o p o le  a n ten n a   a n d   h a rm o n ic  su p re ss e d   stu b   f il ter,"   M icr o w.   Op t.   T e c h n o l.   L e tt . ,   V o l.   5 2   ,   No . 5 ,   p p .   1 1 9 4 - 1 1 9 7 ,   M a y ,   2 0 1 0   [1 4 ]   C.   A .   Ba lan is,   " A n ten n a   T h e o r y ,   A n a l y si s an d   De sig n , " J o h n   W il e y   &   S o n s.  T h ird   Ed it io n ,   Ne w   Yo rk ,   2 0 0 5 .   [1 5 ]   A d v a n c e d   De sig n   S y s t e m   ( A DS)  h tt p :/ /w ww . h o m e . a g il e n t. c o m / a g il e n t/ h o m e . jsp   [1 6 ]   T a e - W h a n   Yo o   a n d   Ka Ch a n g     T h e o re ti c a a n d   Ex p e ri m e n tal  D e v e lo p m e n o f   1 0   a n d   3 5   G Hz   R e c ten n a   IEE E   T ra n sa c ti o n s O n   M icr o wa v e   T h e o ry   An d   T e c h n iq u e s,  Vo l .   4 0 ,   N o .   6 .   Ju n e   1 9 9 2 .   [1 7 ]   " S u rf a c e   m o u n RF   S c h o tt k y b a rri e d io d e   HSM S - 2 8 2 X   se ries , "   Ag il e n tT e c h n o l. ,   P a lo   A lt o ,   CA ,   T e c h .   Da ta,  2 0 0 1 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS        Ta y b Abd e ll a h   wa b o rn   i n   T a fro u t ,   M o r o c c o ,   I n   S e p tem b e 1 9 8 9 .   He   re c e iv e d   th e   m a st e d e g re e   in   e lec tro n ic  a v iatio n   sa f e t y   f r o m   th e   In tern a ti o n a A c a d e m y   M o h a m e d   6   o f   Civ il   Av iatio n ,   M o ro c c o .   He   is  c u rre n tl y   w o rk in g   to w a rd   th e   P h . D.  d e g re e   in   p h y sic a n d   e n g in e e rin g   sc ien c e a F a c u lt y   o f   S c ien c e a n d   T e c h n o l o g ies ,   S e tt a t,   M o ro c c o .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   th e   a n a ly sis   a n d   d e sig n   o f   re c ten n a   sy st e m f o w irele s s p o w e tran s m issio n   a p p li c a ti o n s.           Abd e la li   Ta j m o u a ti   w a b o rn   in ,   M o ro c c o ,   i n   1 9 6 2 .   He   re c e iv e d   th e   P h . D.  d e g re e   in   sc ien c e   e n g in e e rin g   f ro m   th e   Un iv e rsit y   o f   P e rp ig n a n ,   F ra n c e ,   in   1 9 9 2 .   He   is  c u rre n tl y   a n   a s so c iate   P ro f e ss o r   o f   El e c tro n ics ,   t h e rm a tran sf e a n d   th e rm o d y n a m ic  in   F a c u lt y   o f   sc ien c e a n d   tec h n iq u e Un iv e rsity   Ha ss a n   1 st,  S e tt a t,   M o r o c c o .   He   is  in v o lv e d   i n   t h e   d e sig n   o f   h y b r id ,   m o n o li th ic  a c ti v e   a n d   p a ss iv e   m icro w a v e   e le c tro n ic circ u it s.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   2 A p r il   201 9   :   1 2 5 8   -   1266   1266     J a m a Zb ito u   w a b o rn   in   F e s,  M o ro c c o ,   i n   Ju n e   1 9 7 6 .   He   re c e iv e d   th e   P h . D.  d e g re e   in   e lec tro n i c f ro m   P o ly tec h   o f   Na n tes ,   th e   Un iv e rsity   o f   Na n tes ,   Na n tes ,   F ra n c e ,   in   2 0 0 5 .   He   is  c u rre n tl y   a n   a ss o c iate   P ro f e ss o o f   El e c tro n ics   in   F S T ,   Un iv e rsity   Ha ss a n   1 st,  S e tt a t,   M o r o c c o   a n d   t h e   h e a d   o f   Co m p u ti n g   Ne tw o rk a n d   tele c o m m u n ica ti o n   in   L M EE T   Lab o ra to ry   in   F S T S .   He   is   in v o lv e d   in   th e   d e sig n   o f   h y b rid ,   m o n o li t h ic ac ti v e   a n d   p a ss iv e   m icro w a v e   e lec tro n ic circ u it s.         Ahm e d   Er r k i k   w a s b o rn   in   Ju ly   1 9 6 0   in   M o ro c c o .   He   re c e iv e d   th e   P h . D.  d e g re e   in   p h y sic f ro m   th e   Un iv e rsit y   o Tec h n o lo g y   Co m p ie`g n e   (U T C),   Co m p ie `g n e ,   F ra n c e .   He   is  c u rre n tl y   a n   a ss o c iate   P r o f e ss o o p h y sic in   F S T   Un iv e rsit y   Ha ss a n   1 st,  S e tt a t,   M o ro c c o .   He   is  in v o lv e d   in   th e   d e sig n   o h y b rid ,   m o n o li t h ic ac ti v e   a n d   p a ss iv e   m icro w a v e   e lec tro n ic circ u it s.           M o h a m e d   L a tr a c h   (IE EE   m e m b e r)  r e c e iv e d   th e   P h . D.  d e g re e   in   e lec tro n ics   f ro m   th e   Un iv e rsit y   o f   L i m o g e s,  L i m o g e s,  F ra n c e ,   in   1 9 9 0 .   He   is  c u rre n tl y   P ro f e ss o o f   m i c ro w a v e   e n g in e e rin g   w it h   th e   Eco leSu p é rieu re d ’El e c tro n iq u e   d e   l’Ou e st  (ES EO),   A n g e rs,  F ra n c e ,   w h e re   h e   is   h e a d   o f   th e   R a d io - F re q u e n c y   &   M icro w a v e   re s e a rc h   g ro u p .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e d e sig n   o f   h y b rid   &   m o n o li th ic  a c ti v e   a n d   p a ss iv e   m icro w a v e   c ircu it s,  m e ta m a teria ls,   L m a teria ls,   a n ten n a s,  re c ten n a a n d   t h e ir  a p p li c a ti o n s in   w irele ss   c o m m u n ica ti o n s,  a n d   w irele ss   p o w e t ra n s m is sio n   (W P T ).       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.