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.   9 , No .   5 ,  Octo ber   201 9 , pp.  3591 ~3 598   IS S N: 20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v9 i 5 . pp3591 - 35 98          3591       Journ al h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   UWB ell ipti ca l p atch mo nopole a ntenn a with d ua l - band   notch ed cha racte ristics       A.   H. M aj ee d 1 , K .  H. S ay id marie 2   1 Coll ege of   Enginee ring ,   Al - Nah rai n  Univ ersity ,   Baghda d,   Ira q   2 Coll ege of   Elec troni c   Engi n ee r i ng,   Ninev ah  Uni ver sit y ,   Mos ul,   I raq       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Dec   28 , 201 8   Re vised  Ma r   2 4 , 2 01 9   Accepte d  Apr   3 , 2 01 9       In  thi s  pap er,  a  n ew  appr oa ch  to   t he  design  of   an  UW B  m onopole   ant enn a  wit h   dual   b and - not ch ed  cha ra cteri sti c s  is  pr ese n te d .   T he  ant enn a  h as  t he  form   of   an   el li p ti c al   m onop ole   over   a  groun d  pla ne  h avi ng  a n  el l ipt i ca l  slo t  t o  ac hi eve   the  UW B.   The   dua l - band  notc h   fun ction  is  cr ea t ed  b y  insert ing   a  U - sh ape d  and  a   C - shape d  slot s   on  the   r adiating  pat ch ,   thus   no  ext r a  siz e   is  nee d ed .    The  proposed  an te nna   show s  a   g ood  om nidi re ct i onal  rad i at ion   p a tt ern   a cro ss   the   band  from   3. 2  to  m ore   than  14   GH z.   The  dual   band - r ej e ct ion  is  fo r     4. 88 - 5. 79GH z  c ent er ed  a t  5. 4G Hz  and  7. 21 - 8 . 4 6  GH z  ce nt ere d  at   7. 8  GH z .   The  antenna   prot ot y p e   using  the  FR - 4  subs tra t e   wi t h  ε r =4 . 3  h as  a   co m pac t  si z e   of  25m m ×25  mm  ×1. 45m m .   Th e  fab r icate d   prot ot y p e  show ed  e xper imental   result s c om par ab le   to  those   obt ained  from   th e  sim ula ti ons .     Ke yw or d s :   Ell ipti cal  p at ch   Du al   notc h  a nt enn a   Sing le   notc h a nten na    Slot ante nna   U W B  an te nn a   Copyright   ©   201 9   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 :   Kh al il  H. Sayi dm arie,    Coll ege  of   Ele ct ronic Engi ne erin g,   Nine vah Unive rsity ,   Mos ul,  Iraq .   Em a il :  kh .sayi dm arie@uonin evah.ed u. i q       1.   INTROD U CTION     The  Ultra - Wid eB and   ( U W B )  te chnolo gy  ha s   bec om e  the  m os t  prom isi ng   te chnolo gy  si nc e  the  Fe de ral  Com m un ic at io n  Com m issi on   appr ov e d  the  3.1 - 10. 6  G Hz  ba nd   f or   un li ce nse d  ra dio   fr e que ncy  ap plica ti ons  [1 ] .   To  c om ply  with  t his  huge  ra nge  of  f re qu e nci es  an d  the  nee d  for  c om pact  ant en nas  f or  porta ble  de vices ,  pa tc h  anten nas have been use d  in  U WB syst em s d ue  to thei r  fa vorab le  f eat ur es l ike li gh t - weig ht , ease o f fab ri cat ion  and  lo w  co st.  Ma ny  sh a pes  of  the  patch  su c h  as  ci rc ular  di sk s,  rin gs ,   tria ngular ,  an d  el li ptica l  hav e   bee n  use d  to incre ase the   band width [ 2 - 4] . Th e a nten na gr ound  plane was als o  m od if ie d  f ro m  the conv e ntio nal r ect ang le   sh a pe  by  ta pe ri ng   a nd  notc hing  to o f fer   a   so l ution  for  b et te r   m at ching   acr oss  a  wide r  band  [ 2,   5 ,  6].  H oweve r,  the  nee d  f or  la rg e r  ba ndwi dths  an d  co m pact  anten nas  is  sti ll   m otivati ng   f urt her   resea rch.  The  ra diati ng  patch   of   t he  a nten na  is  usual ly   placed  a bove  a   rect angular   gro und  plane   pri nte d  on  the o the r  si de  of   t he  s ubstrat e. In   oth e r  desi gn s ,  the  rad ia ti ng   pa t ch   was   acc om pan ie d  with  a  slot   in   a   gr ound   pla ne   co ve rin g  t he  w ho l e  siz e  of   the an te nna [ 7 ] .    Du e  t o  the  wide  f reque ncy  r ang e  of  the  U WB  syst em s,  t hey  i nev i ta bly  interfe re  with   the  existi ng   narrow band   wireless   com m un ic at ion   sy stem s   and  th e  X - ba nd   sat el li te   c omm u nicat ion  syst em s   [ 8 ].   Su c h  syst em s  are  li ke   the   WLA N   syst em   op erati ng  i n  the  5.15 - 5.825  GHz  ba nd  ( IEEE  802.1 1a),  an d  X - ba nd   sat el li te   co m mu nicat io n  syst e m   op er at ing   in  the  7.2 - 8.4   G Hz  ba nd  (7.25 - 7.7 45   G H z  for  t he  upli nk  an d   7.9 - 8.3 95  GH z   f or   t he   dow nli nk).  T he   strai ghtf orward   s olu t ion  to   m itigate  the  a bove   inte r fer e nce s   is  t o  e m plo y  band - re j ect  f il te r s .   H oweve r,  t his  a ppr oach w il l  add  e xtra  de vice s   t o  t he  syst e m ,  wh e re   the   siz e  is   ve ry  li m it ed   as  in   portable  dev ic es .  A   bett er  al te r native   is  to   im ple m ent   ba nd - notc he d  char act e risti c s   in  the   U W B   a nt enn a   to  m it igate   the  interfe ren ce  wi th  the  m entioned   syst em s  [ 8 - 10 ] .  No tc h  loa ding  is  a  good  so luti on  to  m ini m iz e  the  inter fere nc e  an d  e nhance   the  im ped anc e  m at ching   an d  ba ndwidt h  [ 8 - 1 3 ].   H owev er,  t he  a dded   band - no tc hing m easur es  sho uld nei ther dem and  fu rther siz e  nor  a lt er th e  perfor m ance of th e  e xisti ng an te nn a .   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.  9 , N o.   5 ,  Oct ober  20 19  :   3591   -   3598   3592   This  pap e r  pr opose s   a  c om pact  U W B  plana r  pri nte d  a nten na  wh e re  the   e ll ipti cal   rad ia tin g  patc h  is   placed   in si de   a n el li ptica l  slot   in  t he  gro und  plane.  T he  dim en sio ns  of  t he  t wo  el li ptica l  sha pes  of  t he  rad i at ing  patch  a nd  the  s lot  in  the  groun d  pla ne  we re  c ho s en  t o  offe r  t he  capa bili ty   of   increa sed  ba ndwi dth .  The  a nt enn a   has  dual   notc hed   ba nd s  f or  4.88 - 5.7 9  G Hz  ba nd  ( WL AN)  an d  7.21 - 8.4 6GHz  band  ( X - ba nd   sa t el li te  com m un ic at ion   syst em )  to  el i m inate   the  interfe re nce  with  these  syst em s.  Two   slots   ha ving  C - s ha pe  a nd   U - s ha pe  et c he d  on  t he  ra diati ng   patc h,  a re  us e d  t o  obta in  notc hi ng  at   the se  t wo  f reque ncy  ba nds.   The  a dd e d  tw o  slots  do  not  re qu i re  any  e xtra   siz e  as  they   ar e  e m bed de d  i n  the  ra diati ng   patch  th us   offe r  the  require d  ba nd - no tc hing whil e k eepi ng  t he  sa m e size  o f  the  anten na.  T he d esi gn   de velo pm ent o f  the a nt enn a is  exp la ine d  i n  se ct ion   2,   wh il e  t he  te st  of  the   f abr ic at ed   prot ot ype  is  present ed  in   sect io n  3,   an d  the  c oncl usi on s   are li ste d  i n  se ct ion   4.         2.   DESIG N CO NC EPT S   2.1 .     The  referenc e  a n tenna   Figure   1 ( a )   a nd  1 ( b )   sho ws   the  ge om et ry  of  a n  el li ptica l  patch   of  m ajo r   an d  m ino r   ra di i  Sx   an d  Sy   resp ect ively   th at   is  us ed   as   t he  m onopole   a nten na .   T his  de sign  is  c al le d  he re   as   the   re fer e nce  ante nna   that  sh oul d  offe r  t he   U WB   c har ac te risti cs  as  wel l  as  a de quat e  ga in  a nd  will   be   s ubj ect ed   t o  t he  ba nd - no tc hin g  i n  the  ne xt  ste ps  of   t he  desig n .  The  rectan gu la r g rou nd  pla ne  has a n el li ptica l  slot  of  a  ma j or   ra diu s  of  slot x  an d  a  m ino r   ra diu s   of  sl oty .   The   el li ptica l  sh a pe   is  us e d  for   both   t he  ra diati ng  pa tc h  a nd  t he  slot   in   the   groun d  plane  to  increas e   t he   band width.  T he  ante nn a  is  assem bled  on   a n   FR4  substr at e  with  loss  t ang e nt  =   0.0 25  an d  diele ct ric  co ns t ant  ε r = 4.3.  T he   dim ension s  o f   the   s ub st rate  a re 25×25× 1.45m m 3   to  achieve   a  c om pact  ant enn a .  The  thic kn e ss o f  t he  co pper ma te rial   fo r  th e  patch  a nd  the   gro und  plane  i s  0.0 35 m m .  The  anten na  is  fe d  usi ng   a  50Ω   m ic ro strip  li ne  w hose  w idth   is  cal c ulate d  us in g  t he  well - kn own  m i cro st rip  li ne   de sign  eq uatio ns   [14] .  The widt h of  t he  m ic ro strip  f eed line is  2.84 m m , an d  it s le ng t h  is  7mm .    The  st ru ct ur e   is  desig ne d  a nd  sim ulate d  usi ng   t he  CS T  m ic ro wa ve  st udio  ve r.   15.  T he  pro po se d  anten na  is  opti m iz ed  fo r  eac h  desi gn   par a m et er  to  achieve  the  re quire d  ultr a  wide  ba ndwidt h.   I n  t his  case,   the  pa ram et ers  ( slotx,  sl oty,  sx ,  sy )   a re  op ti m i zed  ri gor ou sly .   Fig ur e  2  a nd  F igure  3  sho w  t he  sim ulati on   r esults  of  the   ref le ct io n  coe ff ic ie nt   a nd  reali zed   gai n  obta ine d  f or  the  ref e ren c e  a nten na.  As   can   be   s een   from   these   fig ur es ,  the  re f eren ce  a nten na   cov e rs  U WB  s ta rting   f ro m   3.204  GH z  to  13. 423GHz  (12 3%   relat i ve  ba ndwi dth)   with a m axi m u m  g ai n  of 4.0 6dBi .             (a)   (b)     Figure  1.  The   g eom et ry o f  t he  r efe re nce a ntenn a , (a)  To p v ie w,   (b) back  vi ew  with  it s d i m ension s           Figure  2 .   Re fle ct ion  c oeffici ent v e rs us   fr e qu ency  for  the  r e fer e nc e anten na       Figure  3 .   Re al iz ed gain  ve rsus f r eq ue ncy f or the  ref e ren ce  an te nna   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       UWB  el li ptical  patch  m onopol e a nte nna  wi t h dual - band  no tc hed  c har acteri sti cs  ( Kha li l H. S ayid marie )   3593   2.2 .     The  single  not ch anten na   The   ba nd - rej e c ti on  can  b e   ach ie ved b y  im ple m enting  slots   of  ce rtai n  le ngth s  in   th e ra diati ng p at ch  or   the  fe ed   li ne  [ 6,  15 - 20] .  I n  t his  desi gn,  a   r otat ed  C - sh a pe   slot   is  et che d  in   th e  ra diati ng  patch  as   s how n  i n  Fig ure   4.   T he  le ng t h  of  the   slot   is  a dju ste d  t o  be   ha lf  the   ef fecti ve   wa velen gth  i n  t he  sl ot  s o  th at   the  slot  w orks  a s  a   resonato r   with   two  sho rt - ci rc ui te d en ds.  T he   resu lt in g a nten na i s   re ferre d t o as   a   sin gle   no tc h a nten na,  an d t his  is  the  sec ond  s te p  to wards   th e  final  desi gn.  The  le ng t h  of  the  sl ot  ha s  a  great   in flue nce  on  the   notc he d  ba nd.   The n otch fre quency is  co m pu te d usi ng [11 ] :       ℎ = 2 √    (1)     w he re  L T   is  the  total   le ng th  of  t he  C - s hap e d  slot,  eff   is  the  e ff ect i ve  diele ct ric   co ns ta nt  a s  giv e n   in  [13],  a nd  c   i s  the   s peed  of  l igh t  i n  fr e e  s pa ce.  As   sho wn  i n  Fig ure   4  t he  total   le ngth   of  the  C - sh a pe d  s lot  is   giv e n by:     L T = a+ 2e+d   (2)     w he re  a   re pr e s ents  the   horizo ntal  le ngth   of  t he  sl ot,  e   is  t he  ver ti cal   le ngth   of  the   slot  a nd  d   represe nts  t he   wi dth  of  the   slot.   T he   dim ension s   of  the   C - sh a pe d  slot  ( a,   d,  e )  a re  op ti m iz ed  to  obta in  t he  c orrect  notc he d  c enter  fr e qu e ncy.   It  is   note d  he re  t ha t  the  a dd it io n  of  th is   slot  does  require   any  c ha ng e   in   the  di m ension s   of  t he   U WB  anten na  that  w as d esi gn e d  i n sec ti on   2.1. Us ing   (1)  a nd (2 ), t he  slot  dim ension s  w e re c hozen to o btain a   no tc h  at   5.4   GH z   as   can  be   see n  in   Fig ure   5.  The   si m ulati on s  ha ve  sho wn  that   the  a bove   f or m ula  ga ve  a   very   good   est i m at e o f  the  no tc h fr e qu e nc y, an d  a m or e  pr eci se  valu e c an be tu ne d wit h  the  h el p of CST si m ulati on .   The   opti m iz ed  pe rfo rm ance  in  te rm s  of  the   ref le ct io n  c oe f fici ent  a nd  gai n  with ou t   a   no tc h  a nd  with     a  sin gle  notc h  is   c om par ed   in  Fig ur e   5  a nd  Fig ure   6.  As   seen   from   both  fi gures ,  a   f r equ e ncy  ba nd  al ong    5.11 – 6GHz  is  rej ect e d  an d  th e  gain  at   this  band  is  re duce d  th us   the  inte rf e ren ce  at   thi s  fr e qu e ncy  ba nd   is   reduce d  by  a bout  6.5   dB.  T he   gain   acr os s  t he  whole  ba nd  re m ai ns   alm os t  the  sam e  ens ur i ng  that  t he  a dd ed  sl ot  do e s  no t al te r  the  desire d pro per ti es  of the  r efere nce a nten na.           Figure  4 .   Fro nt v ie w  of t he  si ng le - notc h ant enn a  w it h t he  s lot dim ension s           Figure  5. Re fle ct ion  c oeffici ent v e rs us   fr e qu ency  without a  notc h  a nd w it h   a si ng le   notc h       Figure  6. Re al iz ed gain  ve rsus f r eq ue ncy w i thout a  no tc h  a nd w it h a si ngle   no tc h         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.  9 , N o.   5 ,  Oct ober  20 19  :   3591   -   3598   3594   2.3 .     The  du al - n otc h anten na   The  no tc h c harac te risti c  at   two  bands  is   al s o  ver y  desira ble  to  re duce  the  i nterf e re nce  f r om  m or e  than   a  sin gle  s ource .  T o  fu l fill   this go al   a U - s ha pe d  sl ot  is  c ut f r om   the  rad ia ti ng  patc h  of  the   si ng le - notc h  a ntenn a ,   and  t he  res ulti ng  a nten na   is  r efer red  to   as   dual - no tc h  a nte nn a   as   s how n  in  Fig ure   7.  T hi s  is   the   thir d  a nd  final  ste p of  t he desi gn. T he  t otal l eng t h of t he U - s hap e d sl ot is ca lc ulate d  as:     L T = aa+2 ee + dd                     (3)     wh e re  aa   re pr e sents  t he  horiz on ta l  le ng t h  of  the   slot,   ee   t he   ve rtic al   le ngth  of  the   slot   a nd   dd   re presen ts  the   width  of  the   s lot.  Usi ng  ( 1)  and  ( 3),  the  U - sh a pe d  slot  w as  desi gn e d  t o  ex hib it   a  not ch  at   the  fr e quency    of 7.8  GHz.   The  opti m iz ed  perform ances  in  te rm s  of   the  ref le ct io n  coe f fici ent  an d  gai n  f or   t he  three  anten nas  are   com par ed  as  s how n  in   Fig ur e   8  a nd Fi g ure   9 res pecti vely . As it  can  b e  se en  f r om  Fig ur e   8, the  dual  fre qu e ncy  bands   are   rej ec te d,   w her e   the   first  ba nd  c ov e rs  4.8 8 - 5.7 9  G Hz  w hile  the   s econd   ba nd  c overs   7.21 - 8.46  GHz   without  af fecti ng   t he  fir st  ba nd.  It  was  ob se r ved   t hat  both  no tc he d  ba nds  c an  be  i nd e pe ndently   sh ifte d  ei ther  to   the  le ft  or  th e  rig ht  us i ng  slot  le ngths  var ia ti ons  as  per   t he  e xact  requirem ent.  Fig ur e  9  s hows   th a t     a  m ini m u m   g ai n  of  - 0.488 dBi  is  achiev ed  at   the  fir st  rej ect e d  ba nd   of   the  fr e que ncy  of   5.4 GHz  an d    a  m ini m u m   gain  of  0.769 dBi  is  ac hieve d  at   the   sec ond  ba nd  of  the   fr e qu ency  of  7.8GH z.  T hese   gain   values  represe nt  a  re duct ion  of  3.8 dB   and   3.1 dB  r especti vely   with  res pect  to  t he   case  be fore  i ntr oducin g  the   no tc h  char act e risti cs.           Figure  7 .   Fro nt v ie w  of t he dua l no tc h  a nten na  w it h  it s  dim e ns io ns           Figure  8 .   Re fle ct ion  c oeffici ent v e rs us   fr e qu ency  witho ut a  notc h,   with a  sin gle  notch   and w it h d ual  no tc hes       Figure  9 .   Re al iz ed gain  ve rsus f r eq ue ncy w i thout  a  no tc h,   with a  si ng le   notc h, a nd w it h d ual  notc hes       3.   MEASU RED   RESU LT S  AND   DI SCUS S ION S   To  validat e  th e  pro po se d  de sign   a nd  to  e va luate   the  pe rfor m ance  of   t he   du al - notc h  a nten na,   the   geo m et ry  sho wn  in   Fig ure  7  with   it s  opti m iz ed  dim ension s  presente d  i n  Ta ble  1  was   fa br ic at ed   a nd  te ste d.    A  photog raph  of the  fabrica te d pro po se d U WB a nten na w it h  dual - no tc h characte risti cs is show n  i n  Fi g ure   10.     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       UWB  el li ptical  patch  m onopol e a nte nna  wi t h dual - band  no tc hed  c har acteri sti cs  ( Kha li l H. S ayid marie )   3595   The  m easur e d  and  sim ulate d  resu lt s  of  the  r eflect ion   c oe ffi ci ents  for  t he  du al - notc he d  a nten na  a re   com par ed  i n  Fig ure   11.   The   fa st  va riat ion s   in  the  m easur ed   r esults  are   ca us e d  by  r eflect io ns  from   the  c onne ct ors   of   the  ca bles  a nd  the  m easur e m ent  env ir onm ent.  Th e  fig ur e  sh ows  t hat  bo t h  the  sim ulate d  and   m easur e d  resu lt s  are  ade quat el y  cl os e  to  ve rif yi ng   the  desig n.   T he  sli ght  di ff ere nces  between   m easur e d   an d  sim ulated   val ue s   can  be  at tri bu t ed  t o  fa bri cat ion   e rror s   a nd  th e  m easur em ent   en vir on m ent.  Figure  12  s ho ws  t he  sim ulated   a nd   m easur ed   reali zed  gain   var ia t ion  with   f re quency  of  the   pr opos e d  a nte nna.  It   is  note d  f r om   the  fig ure  t hat  the   case  with  t he  t wo - slots  a dded   to  the   ante nn a ,  the  reali zed  ga in  at   the  t wo  no tc h  f re qu e nc ie s  has  decr ea s ed  to   sm a ll  v al ues.       Table  1 .   O pti m iz ed  dim ensions of the  pr opose d U W B  an te nna  with  du al - notc h  c ha racteri sti cs   Para m eter   Valu e( m m )   Para m eter   Valu e( m m )   W   2 5 .0   d   0 .2   L   2 5 .0   e   4 .2   slo t x   1 1 .0   aa   4 .0   slo t y   6 .0   dd   0 .25   s x   5 .8   ee   4 .8   s y   4 .5   W f   2 .84   a   8 .3   L f   7 .0           (a)   (b)     Figure  10 .   Pho tograp h of t he fab ricat ed pr op os e d  U WB a nt enn a  w it h d ual - notc h cha racte risti cs.    (a)   Fro nt v ie w, ( b)   B ac k view         Figure  11 .   Re flect ion  c oeffici ent co m par is ons of  the m easur ed a nd sim ulate d  pro posed  UWB  du al - band n otch  a nt enn a     Fi g ure  1 2: G ain  c om pa ris ons  o f   t he  m easured   and sim ulate d   p ropose d UW B anten n a w i th   dual - ban d no tches c harac teris tics       Figure  13  sho ws  t he  t hr ee - dim ension al   fa r - fiel d  rad ia ti on  patte rn s   for  t he   pro pose d  a nte nn a   with  a nd   without  notc he s.  It  ca n  be   se en  t hat  the   radi at ion   e ff ic ie nc y  of  the   a nten na  at   the   fir st  no tc hed  fr e qu e ncy  of   5.4GHz  with out  notc he s  was   - 0.305 9d B  ( 93. 2%)   w hile  w it h  the  dual   no tc hes  the   ra dia ti on   e ff ic ie ncy   we nt   dow n  to   - 2.2 98dB   ( 58.9%).   The  ra diati on   eff ic ie ncy  at   t he  sec ond  not ched  f re qu e nc y  of  7.8 G Hz  without   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.  9 , N o.   5 ,  Oct ober  20 19  :   3591   -   3598   3596   no tc hes  was  - 0.635 1d B   ( 86. 4%),  wh il e  w it h  the  notc he d  a nten na  t he   ra diati on   e ff i ci ency  we nt  dow n     to  - 1.5 21dB  ) 70 . 4%).   A  re du ct io n  in   the  rad ia ti on   ef fici ency  from   93.2%  t o  58. 9%   was   achie ve d  i n  the   fir st  ba nd  a nd  from   86.4%  to   70.4%  in   the  seco nd  ba nd.  T hese   r edu ct io ns  in   th e  ef fici ency  are   accom pan ie d  by  oth er   re duct ion s   of   about  4d B   an d  3d B   in  t he  c orr esp onding  reali zed   gains   as  w el l  as  an  i ncr ea se  in  t he  ref le ct ion   c oe ff ic ie nt  at   the   no tc hed  f re qu e ncies  as   sho wn  in  Fig ur e   11.   These   res ults  s how  t hat  the   dual - no tc h  a nte nn a   ha s  lo w   va lues  of  gain  a nd  rad ia t ion  e ff ic ie ncy  as w el l as la rg e r  re flect ion coe ff ic ie nt s   at   both  o f  the  notc he d fr e qu e ncy  ba nd s .   Fo r  f ur the r  ass essm ent  of   the  perform ance  of  the  pr opos e d  anten na ,   its   ch aracte risti cs  ar e  com par ed   with  ot her   a ntenn a s  aim ed  f or   the  U W B  app li cat io ns   as   dep ic te d  i n  Table  2.   The  ta ble  sh ows  t hat  the   perform a n ce  of  the   propos e d  ante nn a   is  ve ry  com petit ive  re gardin g  siz e,  op e rati onal   band width,  as   well   as g ai n.           W it hout  no tc h   W it h du al - notc h   (a)   5.4GHz               W it hout  no tc h   W it h du al   notc hes   (b) 7. 8GHz     Figure  13 .   Sim ulate d 3D ra di at ion   patte rns  of the  pro pose d  a nten na wit hout a  notch  a nd    with  du al   notc hes  at   (a) 5 .4 G Hz,   ( b)   7.8 GHz       Table  2 .   C om par iso n of pe rfo rm ance o f  t he pr opos e d  a nten na wit h othe r d esi gn s  for t he U W B   app li cat io ns   Ref .   Di m en sio n s [ m m ]   Frequ en cy  r an g e [ GHz]   % Ban d wid th   Nu m b e r  o f  no tch es   Gain  [ d Bi]   [ 1 ]   26x32x1. 6   3. 2 - 10. 45   106   one   N.A.   [ 1 2 ]   27x34x0. 8   3. 1 - 10. 6   109   th ree   4 - 5   [ 1 3 ]   26x40x0. 8   3. 1 - 10. 6   109   th ree   NA   [ 1 5 ]   24x28x1. 6   3. 1 - 10. 6   109   one   NA   [ 1 6 ]   15x18x1   3. 1 - 14   127   one   3 - 5   [ 1 8 ]   28x43x1. 6   3. 3 - 10. 3   103   one   3 - 6   [ 1 9 ]   31x31x1. 5   3. 1 - 10. 6   109   o n e,  an d  two   N.A.   [ 2 0 ]   15. 2x31. 4x   3. 1 - 17. 2   139   one   ab o u t 2.5   This  work   25x25x1. 45   3. 2 - 14   126   o n e,  an d  two   3  to 4         4.     CONCL US I O N     The  desig n a nd   analy sis  of  a  pro posed   U WB  anten na c ov e ri ng  a  f re qu e ncy   range  from   3.2  GH z  t o  14   GH z  w e re   dem on st rated.   N otc hing  at   a  sin gle   band  a nd  dual   bands  w ere   ach ie ved   by  em plo yi ng   slots  of  C  and  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       UWB  el li ptical  patch  m onopol e a nte nna  wi t h dual - band  no tc hed  c har acteri sti cs  ( Kha li l H. S ayid marie )   3597   U  s ha pes   so  th at   the  U W B   a nt enn a   can   rej ec t  interfe rin g  sign al   at   tw o  des ig n at ed   bands .  The  notc h  f re quenc y   is  co ntro ll e d  by   the  le ngth   of   the  sl ot.  Fi ne - t un i ng  of  t he  notc h  c ha racteri sti cs  can  be  ac hieve d  by  var y ing   t he  le ng th   a nd  widt h  of  the   slots.   The  fa br ic at ed   prototype   wa s  te ste d  an d  it s  m easur ed   re su l ts  are  c om par e d  with  tho se  ob ta in ed   from   the  sim ula ti on .  T he   prototype d  a nten na  m od el   sh ows   e xcell ent  dual - ba nd   no tc h  char act e risti cs  with  str ong  re je ct ion   a nd  sta b le   gain   in  t he  pa ssb a nd.  T he  sim ula te d  an d  m easur e d  res ults  are  in   good  ag reem ent  with  eac h  ot her’s  a nd  gi ve  str on g  m otivati on  that  the  pro posed  a nte nn a  is     a good ca ndida te  f or eli m inatin g u nwante d o r dist urbin g fr e qu e ncy in  the  desi red   ba nds.        ACKN OWLE DGME NT    The  a uthors  w ish  to  e xpress   sincere  a ppre ci at ion   an d  th anks  to  the  sta ff   of   t he  Co m m un ic at io n  Lab or at ory / Ele ct ronics  an d  Tel ecom m u nicat ion   E ngineeri ng   De pa rtm ent,  Coll e ge  of  E ng i ne erin g,    Al - N ah rain   U niv e rsity ,  an d  to  Dr .   Gh as sa n/  Ele ct r on ic s   and  Tel ec ommun ic at io n  En gi neer i ng  D epa rtm ent,  Coll ege  of  En gin ee rin g,  Ba ghda d  U nive rsit y  f or  their   ge ne rous   hel p  thr oughout  t he   te sti ng  of   the   an te nna   prototype .       REFERE NCE S     [1]   O.  Kum ara ,   an d  S.  Soni ,   " Des ign  and   an aly si s  of  Ultr a - wide band  m ic rostr ip   patch  ante nna   with  not ch  b an d  cha ra cteri sti cs, "   MATEC  We b   of   Confe renc es  57 ,   2016.   [2]   A.  M.   Abbos h ,   a nd  M.   E.  Bi al ko ws ki,   " Design  of   UW B  pla n ar  m onopole   antenna s  of  ci rcu la r   and   el li p ti c al  shape , "   IEE E   Tr ansacti o ns on  Antennas  And  Propagat io n ,  v ol .   56 ,   n o .   1 ,   pp .   17 - 23 ,  Jan   2 008.   [3]   K.  H.   Sa y idmari e ,   and   Y.   A.   Fad hel ,   " Design   asp ec ts   of  UW B  pr i nte d   elliptical   m onopole  antenna   with   impedan ce  m at chi ng, "   2012   Loughbor ough  Ant ennas  &   Pro pagati on  Conf er enc e ,   12 - 13   Nov .   2012 ,   Loughbo rough,   UK .   [4]   C.   Li n,   Y.   Kan ,   L.  Kuo ,   and   H.   Chua ng,   " A  pl a nar   tri angu la r   m onopole  antenna   for   UW B  comm unic at ion , "   I E EE  Mic rowave   and  Wirel ess Compo nent s Let te rs ,  v o l.   15 ,   n o .   10 ,   pp .   624 – 626 ,  2005 .   [5]   L.   W ang,  W .   W u,   X. - W .   Shi ,   F.  W ei ,   and   Q. - L .   Huang,   " Design  of  a  nove l  m onopole   UW B  ant en na  with  a  not ched   ground ,"   Progre ss   In  El e ct rom ag net i cs  Re sear ch C ,  v ol .   5 ,   pp . 13 – 20 ,   2008 .    [6]   K.  H.   Sa y idmar ie ,   and  T.  A.   N agi m ,   " Perform a nce  ev al ua ti on   of  band - no tc h   t ec hniqu es  for   p rint ed   dua l - ban d   m onopole   anten nas, "   Int ernati on al  Journal   of   Ele ct rom agnet i cs  a nd  Applicat ions ,  v ol.   3 ,   n o .   4 ,   pp .   70 - 80 ,  2013 .   [7]   A.  E lde k ,   A.   Z .   Alsherbe n i ,   an d  C.   E.  Sm it h,   " Square   slot   antenna   for   th e   du al  band   and   wi deba nd   wire le ss   comm unic at ion s y stem, "   J. of   Elec tromagnet ic W ave s and Appl ications ,  v o l. 19,  n o.   12 ,   pp .   1571 - 1581 ,  2005 .   [8]   W. - S.   Lee ,   et.  al   ,   " Com pac t  fr eq uency   not che d   wideba nd  p la n ar  m onopole   anten na  with  an  L - sha ped  ground  pl an e, "   Mic rowave   and  Optic al   Technology  Let te rs ,  v o l.  46,   n o .   4 ,   pp .   34 0 – 343 ,  2005 .   [9]   H.  M.   Chen ,   " Single  fed   dua l   fre quency   re ct angu la r   m ic rostrip   an te nna   with   a   sha ped  slo t, "   IE E  P roc.   M ic rowav e ,   Ant ennas  and   Pr opagati on ,  v ol .   148,   pp .   60 - 64 ,  2001 .   [10]   S.  Mac i,  G.   B .   Genti llin,   P.   Pia zz essi ,   and   C.   S al vador ,   " Dual   band  slo t   loa d e d  pa tc h   an te nn a, "   IEEE   Proc .   H,  Mic rowaves, An t ennas  and  Prop agati on ,  v ol .   14 2,   pp .   225 - 232 ,  1995 .    [11]   C. - y uan  Li u ,   an d  T.   Ji ang,   " Co m pac t  wide  slo t  ant enn a  with  du al   band   notc h   ch ara c te rist ic   for   UW B  appl ic a ti o ns, "   Journal  of   Mi crowave s,  Opto ele ct ronics  and   Ele ct rom agnet i c  Ap pli cations ,  v o l. 1 0,   n o.   1 ,   Jun 201 1.   [12]   C.   L in,   P .   Jin ,   an d  R.   W .   Z io lkowski,   " Single,  du al,  and   tri - b and - no tc hed   ult r a  wid e band  (UW B)  antenna s  ULL   using   ca pa ci t ive l y   lo ad ed  loop   (CL L)  r e sonators, "   IE EE  Tr ans.  on  Ant en nas and  Propag . ,   v ol .   60 ,   pp .   102 - 109 ,  Jan   2012 .    [13]   I.   D .   Sa iful  Bahr i,  Z .   Za k ari a ,   N.   A.  Shair i,   and   N .   Edwa rd,   " A  no vel  UW B  rec onf igura bl e  f il t eri ng   an te nna   d esig n   with  tri pl e   band - notc hed   cha ra cte risti cs   b y   using  U - shape d  coppe r s, "   Int ernati onal   Journal  o f   Elec tr ic al ,   Elec troni cs   and  Computer  S yste ms   ( IJE ECS) ,  v ol .   14 ,   n o .   1 ,   pp .   267 – 275 ,  Apr  2019 .   [14]   C.   A.   Balanis,   A nte nna  Theory   A naly sis An d   Desi gn ,   4th   Ed it ion ,   W il e y ,   2016,   Chp.   14 .   [15]   Y.  Xi ao,  Z . - Yon g  W ang,  J.   Li,   Z - Lun  Yuan   and   A.  K .   Qin,   " Two - S te p   bev el ed   UW B  prin te d   m onopole  antenna   wi th   band  not ch, "   Int ernati onal   Journ al  of   Antennas a nd  Propagati on ,  v ol.   2014 ,   pp .   1 - 11,   2014 .   [16]   A.  Nouri ,   and   G.   R.   Dad ashz ad eh ,   " A c om pact  U W B  band - notc h e d  printed  m onopole   ant enn a  wi th   def e cted  ground  struct ure , "   IE EE  Ant ennas  and   W irel ess P ropagat ion  Letters ,  v o l.  10,   pp .   1178 – 11 81 ,  2011 .   [17]   A.   H.  Ma jeed,  A.   S.  Abdul la h,   K.   H.  Sa y i dm arie,   R .   A.   Abd - Al hamee d,   F.  El m egr i ,   and   J.   M.   Noras,   " Com pact   die l ec tr ic  reson at or   antenna   w it h  b and - not ched  ch aract er isti cs   for   ult r a - wide band  appl i catio ns, "   Progress   I n  El e ct rom agnet i c s R ese arch   C ,  v o l.   57 ,   pp .   137 – 14 8,   2015 .   [18]   R.   A.  Abdulhas an,   Kh.  N .   Ramli,   R .   Ali as,   L .   Audah ,   and  A.   R.   O.  Mum in,   " Inve rte d  d ia m on d - shape d  notc h e d   subs tra te   and  p atch  for   high - fr eq uency   interfe r en ce   on   ul tra - wid e band  an te nn a, "   I nte rnational   Jou rnal  of  Elec tri ca l   and  Computer  E ngine ering   ( IJECE) ,  v ol. 7,  n o.   6,   pp .   2929 - 293 5 ,  De c  2017 .   [19]   M.  Rahman,   M.   N.  Jahrom i,   S.   S.  Mirja v adi ,   an d  A.  M.  Ham ou da,   " Com pac t   UW B  Band - Notc hed  Antenn a  wit h  Inte gra te d   Bluet ooth  for  Pe rsonal  W ireless  Co m m unic at ion  an d  UW B  Applic a ti ons, ”   Elec troni cs ,  v ol .   8 ,   n o.   2 ,     pp .   158 ,  2019 .     [20]   R.   San y a l,  P.  P.  Sarka r,   and  S.   K.  Chowdhur y ,   " Minia turize d   Ba nd  Notche d   UW B  Antenna  with  Im prove d  Fide l i t y   Fact or and  Pa tt e rn  Stabilit y , "   R A DIO ENGINEE R ING ,  v ol .   27 ,   n o .   1,   pp .   39 - 46 ,  Apr 2018 .         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.  9 , N o.   5 ,  Oct ober  20 19  :   3591   -   3598   3598   BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS       As maa  H.  Maj e ed  re ceive d   B. Sc .   Deg ree  in  Elec t ronic  and   Com m unic a ti on   from   t he  Dep art m ent  of  El e ct ri cal  E ngine er ing/ Univ ersity   of  T ec hn olog y   /Ba ghd ad   /Ira q,   the n  M.   Sc  degr ee   in  El e ct roni c  and   Com m unic at ion  from   the   Dep ar tment  of   Ele ct ri ca l   Engi n ee r ing /  Baghd ad   Univer sit y /Ba gh dad  /Ira q .   Re cei ved  Ph.D.  Degr ee   in  El e ct ron ic  and  Com m unic at ion  from   the  Depa rtment  of  E le c tri c al   Eng inee ring/ Busrah  Uni ver sit y   /Busrah  / Ira q.   She  ha s   ar ound  1 6   y e ars   of  Teac h ing  Ex per ie n ce.  She   is   a   m ember  of   th e   teac h ing  st aff   a t  th e  Dep art m en t  of   La ser   and  Opto el e ct roni c  Engi ne eri ng/Co l le ge   of  Engi n e eri ng/   Al - Nahra in  Univer si t y /   Ira q.   She  h as   publi shed  13  p a per s  in  na ti on al   and  interna ti ona l   journa ls a nd  co nfe ren c es.   Her   r ese arc h   intere sts  inc lud e  th e ana l y sis  and  design   of  printed  ant en nas.         Khali l  Sa y idmar ie   r ecei ved  the   B. Sc .   degr ee   with  f irst - c la ss   honor  in  El e ct roni c  &   Com m unic at ion  Engi ne eri ng   fro m   Mos ul  Univer sit y ,   I raq ,   in   197 6,   and  Ph.D.   Deg ree  in  Ant enna s  &   Propaga t ion  fr om   Sheffie ld  Univer sit y /  U . K.  in  1981.   The n  h e  jo ine d  th e  Coll ege   of  Engi ne eri ng   at   Mos ul  Univ er sit y   in   1983  and  was  prom ote d  to   full  profe ss or  i n   1992.   He  worke d  as  th e  h ead   of  the  el e ct ri cal   engi n ee r ing  d e par tment   for  9   y e ars.  He   was  a   co - found er  of   t he  Col le g e  of   El e ct roni c  Eng in ee ring  at   Mos ul  Univer sit y .   H e  h as  bee n  Profess o r  of  comm unic at i on  engi ne eri ng  at   th at   col l ege.  Sa y idmari e  serv ed  as  Prof.   of  comm unic at ion  engi ne eri ng  at   t he  Coll ege   o f  Engi ne eri ng/   Univer sit y   of   Am ma n  Al - Ahli yy a /   J orda n  from   Oct  2006  to  Sept .   20 09.   He  serv ed   as  the   De an  of  t hat   co ll eg e  from   Sept  2008  to  S ept   2009.   He  ha s  bei ng  Prof  of  comm unic at ion   engi ne eri ng   at  t h e  col l ege  of   elec t ronic  engi n ee r in g/  Ninev ah   Univ ersity   sin ce  Jul y   2002.   He   was   a  re c i pi ent  of  a   6 - m onth  rese a r ch  schol arship  f rom   the   A ustralian  Ende avour   i n  2007  and   a     4 - m onth  Ende a vour  Execut iv e   Fell ows hip  in   2018 ,   bo th  sp ent   at   the   ITEE/Unive r s i t y   of   Quee nsland/  Au stral i a.  He  was   a   visit ing prof es s or for  on e m onth   to   Bradf ord   Uni ver sit y .   He   was   a warde d   the  Sci enc e   Distin ct ion   Meda l   from   th e  Ministr y   of  H ighe r  Educat ion   and   Scie n ti fi c   Resea rch /Ira q  fo r  his  ac h ie veme nts  in  the  field  o f  El e ct ri cal  Eng i nee ring ,   Ma y   20 13.   Sa y idmari e  rese arc h   intere st s  cove r  ant enn as,   propa ga ti on,   an d  m ic rowave s,  w her e  h e  has  pub lis hed  m ore   tha n   120  pape rs   in  r ef ere ed   journ al s  a nd  conf er ences   a nd   h as  superv ise d  38  MS c and  P hD t hese s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.