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.   7 ,   No .   2 A p r il   201 7 ,   p p .   9 75 ~ 9 80   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v7 i 2 . p p 9 7 5 - 9 8 0          975       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   5 G  F ix ed  Bea m  S w itching o n Micr o strip P a tc h An te nna       L o w   Chin g   Yu M uh a mm a d   Ra m lee  K a m a rud in   W irele ss   Co m m u n ica ti o n   Ce n tre  (W CC),   F a c u lt y   o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e k n o lo g M a la y sia   (U T M ) M a la y sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   16 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Mar   18 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Mar   30 ,   2 0 1 7       5 G   tec h n o lo g y   is   u sin g   m il li m e ter - w a v e   b a n d   to   im p ro v e   th e   w ir e les s   c o m m u n ica ti o n   s y ste m .     Ho w e v e r,   n a rro w   tran s m it ter  a n d   re c e i v e b e a m s   h a v e   c a u se d   th e   b e a m   c o v e r a g e   a re a   to   b e   li m it e d .   Du e   to   p ro p a g a ti o n   li m it a ti o n o f   m m   w a v e   b a n d ,   b e a m   f o r m in g   tec h n o l o g y   w it h   m u lt i - b e a m   b a se d   c o m m u n ica ti o n   sy ste m ,   h a b e e n   f o c u se d   t o   o v e rc o m e   th e   p ro b lem .   In   th is  letter,  a   f ix e d   b e a m   s w it c h in g   m e th o d   is  i n tro d u c e d .   By   c h a n g in g   th e   sw it c h e s,  f o u d if fe re n c o n f ig u ra ti o n o f   p a tch   a rra y   a n ten n a a r e   d e sig n e d   to   in v e stig a te t h e ir  p e rf o rm a n c e in   term s o f   ra d iatio n   p a tt e rn s,  b e a m   f o r m in g   a n g le,  g a in ,   h a lf - p o w e b a n d w i d th   a n d   im p e d a n c e   b a n d w id th   a 2 8   G H z   o p e ra ti n g   f re q u e n c y   f o 5 a p p li c a ti o n .   M irc o strip   a n ten n a   is  p re f e rr e d   d u e   to   it l o w   p ro f il e ,   e a s y   in   f e e d in g   a n d   a rra y   c o n f ig u ra ti o n s.  T h re e   d iff e re n t   b e a m   d irec ti o n h a d   b e e n   f o rm e d   a - 1 5 ° ,   0 ° ,   a n d   1 5 °   w it h   h a lf - p o w e r   b a n d w id th   o f   ra n g e   4 5 ˚  t o   5 0 ˚.   K ey w o r d :   5G   B ea m   f o r m i n g   B ea m   s w itc h i n g   Mic r o s tr ip   p atch   a n ten n a   Co p y rig h ©   2 0 1 7   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 :   L o w   C h i n g   Y u ,     W ir eless   C o m m u n icatio n   C e n tr ( W C C ) ,     Facu lt y   o f   E lectr ical  E n g in ee r in g ,     Un i v er s iti   T ek n o lo g i M ala y s ia   ( UT M) ,     8 1 3 1 0   Sk u d ai,   J o h o r ,   Ma lay s i a .   E m ail: lo w c h i n g y u @ o u tlo o k . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   W ir eless   co m m u n ica tio n   h as  u n d er g o n tr e m en d o u s   e v o lu tio n   to   m ee th d e m a n d   o f   h ig h   tr a f f i c   ca p ac it y   d u to   th d r ast ic  i n cr ea s in g   u s a g o f   s m ar tp h o n e s   an d   m o b ile  elec tr o n ic   d ev ic es.  B eg i n   f r o m   0 G   tech n o lo g y   s i n ce   1 9 7 0 s ,   f o ll o w ed   b y   1 G, 2 G,   a n d   3 G,   u n til  to d a y   4 tec h n o lo g y ,   t h e y   s h o w   g r ea t   d ev elo p m en o n   m o b ile  tech n o lo g y   f r o m   R ad io   C o m m o n   C ar r ier   ( 0 G - R C C )   to   L o n g   T er m   E v o l u tio n   A d v an ce   ( 4 G - L T E A ) .   I n   o r d er   to   m ee t h f a s g r o w i n g   w ir ele s s   d ata  ca p ac it y   d e m a n d s   d u to   in cr ea s in g   u s er s   o f   s m ar tp h o n es,  h i g h   g r o w t h   in   w eb   an d   s tr ea m i n g ,   5 tech n o lo g y   n o w   ar h i g h l y   g iv e n   atte n tio n   a n d   u n d er g o   a   h u g r esear ch .   T h 5 tech n o lo g y   h a s   h u g d ata  ca p ab ilit ies  to   s u p p o r m u lti - Gb p s   d ata  r ates  an d   h as   ab ilit y   to   g at h er   u n r e s tr icted   ca ll  v o lu m e s   a s   w el as  i n f in i te  d ata  b r o ad ca s with i n   la test   m o b il e   tech n o lo g y   [ 1 ] .   T h er ef o r m il l i m eter - w av co m m u n icatio n   s y s te m s   ar r eq u ir ed .   Milli m eter - w a v e   co m m u n icat i o n   s y s te m s   u s in g   n ar r o w   b ea m s   at  th e   tr an s m itter   a n d   r ec ei v er ,   w h ich   s u p p r ess   th i n ter f er e n ce   o f   n e i g h b o r in g   b ea m s .   T h n ar r o w   b ea m   al s o   s tr o n g l y   r ed u ce s   th an g u lar   s p r ea d   o f   th i n co m i n g   w a v es  a n d   t h m u ltip ath   co m p o n e n ts   o f   m ill i m eter   w a v es   to   b li m ited .   T h er ef o r e,   b y   h av in g   th b ea m   f o r m i n g ,   b ea m - f o r m i n g   w ei g h ts   ca n   b ad j u s ted   to   d esire d   ar ea   o r   lo ca tio n   [ 2 ] .   T h er ar tw o   t y p es  o f   b ea m   f o r m in g   tec h n o lo g y .   T h f ir s o n is   f i x e d   b ea m   f o r m in g   a n d   a n o th er   is   ad ap tiv e   b ea m     f o r m i n g   [ 3 ] .   A d ap tiv b ea m   f o r m i n g   f o r m s   ef f ec ti v b ea m s   b y   ad ap tin g   b ea m   w id th   an d   b ea m   d ir ec tio n   d ep en d in g   o n   t h s u r r o u n d i n g   s tate  o f   r ad io   ch an n els.  I r eq u ir es  h i g h   h ar d w ar co m p le x i t y   a n d   n ee d s   e x tr a   f ee d b ac k   m ec h an is m   f o r   b ea m   f o r m in g .   W h ile  in   f i x ed   b ea m   f o r m in g ,   b ea m s   w it h   f i x ed   d ir ec tio n   an d   w id t h   ar g en er ated .   T h er ef o r e,   s w itc h ed   b ea m   f o r m i n g   is   in tr o d u ce d   as  it  is   s i m p ler   an d   less er   o p er atio n   s y s te m   th a n   ad ap tiv b ea m   f o r m i n g .   T h co n ce p ts   o f   b ea m   s teer i n g   o r   b ea m   s h if t in g   ar d ev elo p ed   f o r   s ca n n i n g   ar r a y   an ten n as.  Sc an n i n g   ar r a y   a n te n n a s   w er e   d ev elo p ed   in itiall y   f o r   air cr af t,  m ar i ti m e   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 7   :   9 75     9 80   976   ae r o n au tical  ap p licatio n s .   I n   ter m s   o f   p r ac tical  i m p le m en t atio n ,   v ar io u s   tec h n o lo g ies  s u ch   as  GP S,  r ad io - f r eq u en c y   id en tific atio n   ( R FID ) ,   tr ac k in g ,   tr af f ic  co n tr o l   an d   co llis io n   av o id a n ce   r ad ar s   an d   w ir eles s   lo ca l   ar ea   n et w o r k   ( W - L A N) ,   h a v b ee n   e m p lo y ed   in   d e v elo p in g   th in d o o r   lo ca lizatio n   an d   s ca n n i n g   s y s te m s   [ 4 ].   Mo d er n   w ir eles s   co m m u n icat io n   s y s te m s   r eq u ir lo w   p r o f ile,   lig h t w e ig h t,  h ig h   g ai n   an d   s i m p le  s tr u ct u r a n te n n a s   to   e n s u r r eliab ilit y ,   m o b ilit y ,   a n d   h i g h   ef f icien c y   [ 5 ] .   T h er ef o r e,   m ir co s tr ip   an te n n a   is   h ig h l y   p r ef er r ed   d u to   its   lo w   p r o f ile,   ea s y   to   f ab r icate   an d   f ee d ,   an d   ea s y   to   u s i n   th ar r ay   o r   in co r p o r ate   w it h   o th er   m icr o s tr ip   cir cu it e l e m en ts   [ 6 ] .     P atch   an ten n as  ar u s ed   as  s i m p le  an d   h i g h l y   p r ef er r ed   in   m an y   ap p licatio n s .   C ir cu lar   p o lar izatio n s ,   d u al  ch ar ac te r i s tics ,   d u al  f r eq u en c y   o p er atio n ,   f r eq u en c y   a g ilit y ,   b r o ad   b an d w id t h ,   f ee d   lin f le x ib ilit y   a n d   b ea m   s ca n n in g   ca n   b ea s il y   o b tain ed   f r o m   th e s p atch   a n ten n a s   [ 7 ] .   T h p atch   ca n   t ak an y   s h ap w i t h   r ec tan g u lar   a n d   cir cu lar   co n f i g u r atio n s   ar t h m o s f a m o u s .   T h r ad iatio n   p atter n   o f   p a tch   ar r a y   a n te n n i s   f i x ed .   Ho w ev er ,   b y   co n tr o lli n g   t h p r o g r ess i v e   p h ase   d i f f er en ce   b et w ee n   t h e   ele m e n ts ,   th e   m ax i m u m   r ad iatio n   ca n   b s h i f ted   in   an y   d esire d   d ir ec tio n   to   f o r m   s c an n i n g   ar r a y   [ 8 ] .   T h is   t y p o f   an ten n i s   ca lled   p h ase  ar r a y   an te n n a.     I n   th is   let ter ,   b y   co n tr o lli n g   t h s w i tch e s ,   f o u r   d if f er en co n f ig u r at io n s   o f   p atch   ar r a y   an ten n as  w h ic h   o p er ate  at   2 8   GHz   ar e   d esig n e d   an d   p r esen ted .   T h an ten n as   ar d esig n ed   w it h   b ea m   s h i f t ed   at  +1 5 ˚   an d   - 1 5 ˚   b y   co n s id er   t h o v er all  p er f o r m an ce s   o f   t h an ten n i n   ter m s   o f   g ai n ,   b an d w id t h ,   r etu r n   lo s s ,   VSW R   a n d   s id e   lo b lev el  as  w ell  as b ea m   s h if ted   an g le.       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   Fig u r e   1 ( a) ,   ( b ) ( c)   an d   ( d )   s h o w   t h p r o p o s ed   an te n n a s   w it h   f o u r   d if f er e n co n f i g u r atio n s   to   co m p ar o n   t h eir   p er f o r m an c es.  E ac h   an te n n b asica ll y   m a k es  u p   o f   th r ee   la y er s .   T h lo w er   la y er   i s   f u ll y   g r o u n d   p lan w i th   co p p er   th at   co v er s   th r ec tan g u lar   s h ap e d   s u b s tr ate.   T h m id d le  s u b s tr ate  is   R o g er s   5 8 8 0   w it h   d ielec tr ic  co n s ta n t,  ε_ r = 2 . 2   an d   d iel ec tr ic  lo s s   ta n g e n t,  tan   δ   =0 . 0 0 0 9 ,   an d   h ei g h o f   s u b s tr ate,   h =0 .   2 5 4 m m .   T h th ic k n es s   o f   th co p p er   u s ed   is   0 . 0 1 7 m m .   T h u p p er   la y er   is   th p atc h   a n te n n a.   T h r ec tan g u lar   p atch   h a s   a   s ize  o f   4 . 5 2   ×  3 . 5 2 m m   ( w id t h   ×  le n g t h ) .   Dis ta n c b et w ee n   t w o   p atch e s   is   al m o s t e q u i v ale n to   λ /2   ( ca lcu late  f r o m   ce n ter - to - ce n t er   o f   th p atc h es).   Qu ar ter   wav tr an s f o r m er   w it h   p o w er   d iv is io n   m e th o d   is   u s ed   f o r   m a tch i n g   p atch   b y   m icr o s tr ip   lin w it h   5 0 Ω   in p u i m p ed an ce .   T h o p er ati n g   f r eq u e n c y   o f   all   d esig n ed   an te n n a s   is   ab o u t 2 8   GHz ,   w h ic h   is   s u itab le  f o r   5 ap p licatio n s .             ( a)     ( b )           ( c)     ( d )     Fig u r 1 .   Fo u r   d if f er e n t c o n f i g u r atio n s   o f   p atch   ar r a y   a n ten n as  d esig n ed .   ( a)   A n ten n 1 ,   ( b )   A n ten n 2 ,     ( c)   A n te n n 3 ,   ( d )   A n te n n 4     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       5 F ixed   B ea S w itch in g   o n   Micr o s t r ip   P a tch   A n ten n a   ( Lo w   C h in g   Yu )   977   I n iti ally   th p at ch   an t en n w ith   s in g le  r ad iat in g   elem e n w as  d esig n ed   as  s h o w n   in   Fig u r e   2 .   T h e   ca l cu lat io n s   [ 8 ]   o n   th d im en s io n s   o f   s in g le  el em en o f   th r e ct an g u lar   p at ch   an ten n a   ar e   s h o w n   b elo w   b y   E q u a ti o n s   ( 1 ) - ( 7 ) .   C a lcu la ti o n   o f   th e   p at ch   w id th ,   W :                                     ( 1 )     Su b s titu t c =3        fr = 2 8 G Hz   an d       = 2 . 2 W = 4 . 2 4   m m C alcu l ati o n   o f   E f f ec t iv d i ele ct r ic   c o n s t a n t         :                                     *            +         ( 2 )     Su b s titu t e,   W   = 4 . 2 4   m m   an d   h   =0 . 2 5 4 ;   ε eff   = 2 . 0 6 C alcu l ati o n   o f   th e   E f f ec tiv e   len g th ,           :                                  ( 3 )     Su b s titu t         = 2 . 0 6         = 3 . 7 3   m m C alcu l ati o n   o f   th l en g th   ex t en s i o n ,       :                    (               ) (               ) (                 ) (             )                 ( 4 )     Su b s titu t e,   W =4 . 2 4 ,   h = 0 . 2 5 4   a n d   ε ef f =2 . 0 6 Δ L =0 . 1 3   m m C alcu l ati o n   o f   th ac tu a len g th   o f   an t en n a ,   L :                                         (5 )     S u b s titu t         = 3 . 7 3   m m ,   Δ L = 0 . 1 3   m m L 3 . 4 7   m m C alcu l ati o n   o f   th in s er t f e e d   l en g th ,       :               {                  }                 ( 6 )                                        ( 7 )     w h er       is   w id th   o f   in s et,         is   5 0   Ω   tr an s m is s io n   lin es,         is   ch ar ac t er is ti im p ed an ce   an d          is   in p u im p ed an c at  th e d g o f   th e   p atch   an t en n a.   T h p a r am ete r s   o f   th an ten n h ad   b ee n   o p tim ize d   s o   th at  th e   an ten n ca n   p er f o r m   o p t im ally   as   s h o w n   in   T a b l 1 .               Fig u r 2 .   Dim en s io n   o f   d esig n ed   an t en n a   Fig u r 3 .   Sw itch es  o n   th d esi g n ed   an ten n a     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 7   :   9 75     9 80   978   T a b le   1 .   O p tim ize d   p ar am eter s   o f   d esig n e d   an ten n a   P a r a me t e r   V a l u e   ( mm )   W   4 . 5 2   L   3 . 5 2         0 . 7 9   W h   0 . 7 9   W f   0 . 7 9       Fro m   th Fi g u r e   3 ,   it  ca n   b s ee n   t h at  t h er ar f o u r   lo ca tio n s   o f   s w i tch e s .   B y   m an ip u latin g   t h e   s w itc h es,  f o u r   d i f f er en t   co n f i g u r atio n s   o f   p atc h   ar r a y   an te n n a s   w er d e s ig n ed   a s   s h o w n   in   Fi g u r e   1 .   I n   t h i s   l etter ,   t w o   r ad iatin g   ele m e n ts   o f   p atch   ar r a y   an ten n as  ar p r esen ted .   T h d if f er e n co n f i g u r atio n s   o f   d esi g n ed   an ten n a s   ar co m p ar i n g   t h eir   p er f o r m a n ce   i n   ter m s   o f   g a in ,   b an d w id t h   an d   b ea m   s h i f t a n g le.       3.   RE SU L T A ND  D I SCU SS I O N   T h p atch   ar r ay   a n te n n as  o p er ate  at  2 8   GHz   is   d esig n ed   an d   o p ti m ized   u s in g   s o f t w ar C ST   Mic r o w a v Stu d io .   Si m u lated   r esu lts   o f   S - p ar a m e ter   d esig n ed   an ten n as  ar co m p ar ed   w it h   m ea s u r ed   r esu l ts   g iv e n   b y   t h p er f o r m a n ce   n et w o r k   a n al y ze r .   Si m u lated   f ar - f ield   r ad iatio n   p atter n s   f o r   ea ch   d if f er en t   co n f i g u r atio n   o f   d esi g n in g   a n t en n a s   ar s h o w n   as  w ell.   Fig u r e   4   p r esen t s   th e   m ea s u r ed   an d   s i m u la ted   r ef lectio n   c o ef f icie n r e s u l ts              o f   t h f ab r i ca ted   an ten n a s .   T w o   d if f er en t   co n f i g u r atio n s   o f   a n ten n a s   d esi g n e d   ( b )   an d   ( c)   h av a n   al m o s s i m ilar   c u r v o f              d u to   b o th   d e s ig n ed   a n te n n a s   ar o n l y   o p p o s ite  i n   t h s h ap e   o f   t h p atc h .   T h d i f f er e n ce   i n   t h m ea s u r ed   a n d   s i m u lated   r es u lt s   is   m a in l y   ca u s ed   b y   t h s h i f t   in   th r e s o n a n f r eq u en c ies  [ 9 ] .   T h is   f r eq u en c y   s h if is   d u to   f ab r icatio n   to ler an ce   o n   t h in s er tio n   lo s s   o f   C u   m icr o s t r ip   d u r in g   etc h i n g   a n d   g r av u r p r o ce s s es.  T h r ef lectio n   co e f f icien t s   f o r   all  d esig n ed   an te n n a s   ar ab o u - 2 0   d B   w ith   s o m f r eq u e n c y   s h i f ti n g   ex ce p f o r   An te n n a   4   w h ich   h a s   t h v al u o f   - 1 2   d B .   T h is   is   d u e   to   t h e   s tr u ct u r o f   An te n n 4   ca u s es   s i g n i f ica n m u t u al  co u p lin g   b e t w ee n   t w o   r ad iatin g   p atch es,  i n f lu e n ci n g   th r et u r n   lo s s   o f   t h r ad iatin g   ele m en ts   [ 1 0 ] .             ( a)     ( b )             ( c)     ( d )       Fig u r 4 .   Me asu r ed   an d   s i m u l ated   r etu r n   lo s s              o n   f o u r   d if f er en t c o n f i g u r atio n s   o f   p atc h   ar r a y   an te n n as  d esig n ed ,   ( a)   A n te n n 1 ,   ( b )   A n ten n 2 ,   ( c)   An ten n 3 ,   ( d )   A n ten n 4   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       5 F ixed   B ea S w itch in g   o n   Micr o s t r ip   P a tch   A n ten n a   ( Lo w   C h in g   Yu )   979   Fig u r e   5   s h o w s   s i m u lated   f ar - f ield   f o r   f o u r   d if f er en d esi g n ed   an ten n a s .   I ca n   b s ee n   th at  th er is   n o   b ea m   s h if t in g   i n   An te n n ( a)   an d   A n ten n ( d )   as  t h er i s   n o   p h a s s h i f d i f f er en ce   b et w ee n   t w o   r ad iati n g   p atch es.  Ho w e v er ,   th m ai n   b ea m   o f   th An te n n ( b )   an d   An ten n ( c)   h av s h if ted   b y   1 5 ˚ .   T h is   is   b ec au s t h t w o   r ad iatin g   p atch   ele m en ts   r ad iate  at  d if f er en r ate  d u to   th ex is te n ce   o f   p h a s s h i f d if f er en ce .   A s   a   s u m m ar y ,   m a n ip u lati n g   t h elec tr ical  len g th   o f   t h f ee d er s   ca n   p r o v id p h ase  d if f er en ce   b et w ee n   t w o   p atch es o f   a n ten n a s .             ( a)     ( b )             ( c)     ( d )       Fig u r 5 .   Si m u lated   f ar - f ield   cu tti n g   o n   th H - p la n e,   ( a)   A n t en n 1 ,   ( b )   A n ten n 2 ,   ( c)   A n t en n 3 ,     ( d )     A n te n n 4       T ab le  2 .   C o m p ar is o n   o f   p er f o r m an ce s   o f   f o u r   d if f er en t c o n f i g u r atio n s   d esi g n ed   an te n n a s   A n t e n n a   G a i n /   d B   H a l f   P o w e r   B W   A n g l e   S i mu l a t e d   B W /   G H z   M e a su r e d   B W /   G H z   B e a m’ s Sh i f t   A n g l e   1   1 0 . 9   4 7 . 5 °   0 . 9 2   0 . 9 6     2   1 0 . 4   4 5 . 9 °   1 . 6 1   1 . 5 5   - 15˚   3   1 0 . 4   4 5 . 9 °   1 . 6 0   1 . 3 0   15˚   4   9 . 5 4   4 9 . 7 °   0 . 5 1   0 . 6 0         T ab le  2   s h o w s   t h s u m m ar y   o n   th p er f o r m a n ce s   o f   th e   f o u r   u n it s   d esi g n   an te n n as.  An t en n 1   h a s   th h i g h est  g ai n   o f   1 0 . 9   d B   w h ile  An ten n 4   h a s   th lo w es t   g ain   o f   9 . 5 4   d B .   A n te n n 2   a n d   An te n n 3   h av s a m g ain   o f   1 0 . 4   d B   as  b o th   s tr u ct u r es  ar j u s o p p o s ite  to   ea ch   o th er .   T h s i m u lated   b an d w id th   ( B W )   an d   m ea s u r ed   b an d w id t h   s h o w   a   g o o d   ag r ee m en t a s   t h er is   o n l y   s li g h tl y   d i f f er e n t i n   th e   ta k en   r ea d in g .   Ho w e v er ,   An te n n 4   h a s   v er y   lo w   b a n d w id t h   w it h   s i m u lated   b an d w id th   o f   0 . 5 1   d B   an d   m ea s u r ed   b an d w id t h   o f   0 . 6 0   d B .   T h lo w   b an d w id t h   i s   d u to   th e   s tr o n g   m u t u al  co u p li n g   b et w ee n   t h ele m e n ts   th a d eg r ad th o v er all   p er f o r m a n ce   o f   t h a n te n n ar r ay   [ 1 1 ] .   A ll  th d e s ig n ed   a n t en n a s   h av e   w id h alf   p o w er   b an d w id th   o f   r a n g e   4 5 ˚   to   5 0 ˚ .       4.   CO NCLU SI O N   I n   th is   letter ,   th b ea m   s w i tch i n g   m eth o d   w ith   o n i n p u p o r to   c o n n ec w it h   t w o   r ad iatin g   elem e n t s   p h ased   ar r a y s   an ten n w er d esig n ed ,   f ab r icate d ,   an d   a n al y s ed .   T h b ea m   o f   t h l in ea r   a n ten n a   ar r a y   ca n   b e   s teer ed   o n l y   in   o n p lan e.   T h s i m u lated   r esu l ts   s h o w ed   th at  b o th   An ten n 2   an d   3   p r o v id s w itc h ed   r an g e   f r o m   - 1 5 °t o   1 5 ° in   th H - p lan e,   w h ile  An ten n 1   an d   4   p r o ject  th m a in   b ea m   a t th b r o ad s id in   t h H - p la n e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 7   :   9 75     9 80   980   ACK NO WL E D G E M E NT S   T h au th o r s   w o u ld   li k to   t h an k   t h Mi n is tr y   o f   E d u ca t io n   Ma la y s ia  an d   U n i v er s iti  T ek n o lo g i   Ma la y s ia  f o r   s u p p o r tin g   t h is   wo r k   u n d er   HiC OE   g r an t ( 4 J 2 1 1 )   an d   R UG  g r an t s   ( Vo te  1 1 H5 9   an d   0 3 G3 3 ) .       RE F E R E NC E S   [1 ]   R.   G .   S .   Ra o   a n d   R.   S a i,   5   In tro d u c ti o n   &   F u tu re   o f   M o b i le  Bro a d b a n d   Co m m u n ica ti o n   Re d e f in e d ,   In ter n a t io n a J o u rn a o El e c tro n ics ,   Co mm u n ica ti o n   &   In stru me n ta ti o n   E n g in e e rin g   Res e a rc h   a n d   De v e lo p me n t   ( IJ ECIE RD) ,   v o l /i ss u e :   3 ( 4 ) ,   p p .   119 1 2 4 ,   2 0 1 3 .   [2 ]   Z.   P i   a n d   F .   Kh a n ,   A n   in tro d u c ti o n   t o   m il li m e t e r - w a v e   m o b il e   b ro a d b a n d   sy ste m s,”  IEE C o mm u n ic a ti o n s   M a g a zin e ,   v o l /i ss u e :   49 ( 6 ) ,   p p .   1 0 1 1 0 7 ,   2 0 1 1 .   [3 ]   J.  Ba e   a n d   Y.  S .   Ch o i,   S y ste m   Ca p a c it y   En h a n c e m e n o f   M m Wav e   Ba se d   5 G   M o b il e   Co m m u n ica ti o n   S y ste m ,   2 0 1 5   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   In fo rm a ti o n   a n d   Co mm u n ica ti o n   T e c h n o lo g y   Co n v e rg e n c e   ( ICT C),   p p .   2 9 1 2 9 4 ,   2 0 1 5 .   [4 ]   E .   En g i n e e rin g ,   e a l . ,   A   W i d e b a n d   F re q u e n c y   S c a n n in g   M icro strip   A n ten n a   A rra y   w it h   L o w   P ro f il e ,   Pro c e e d in g 2 0 1 3   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   M e c h a tro n ic  S c ien c e s,  El e c tric  En g in e e rin g   a n d   C o mp u ter   ( M EC) v o l /i ss u e :   1 ( d ) ,   p p .   3 0 8 1 3 0 8 4 ,   2 0 1 3 .   [5 ]   Y.  S .   H.  Kh ra isa a n d   M .   M .   Ol a ima t,   Co m p a riso n   b e tw e e n   re c tan g u lar  a n d   tri a n g u lar  p a tch   a n t e n n a a rra y ,   in   2 0 1 2   1 9 t h   I n ter n a t io n a l   Co n fer e n c e   o n   T e lec o mm u n ica ti o n s,   ICT   2 0 1 2 ,   2 0 1 2 .   [6 ]   P .   Ku m a r,   e a l. ,   M icro stri p   P a tch   A n ten n a   f o 2 . 4 G HZ  W i re les A p p li c a ti o n s,”  I n ter n a ti o n a J o u rn a o f   En g i n e e rin g   T re n d a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l /i ss u e :   4 ( 8 ) ,   p p .   3 5 4 4 3 5 4 7 ,   2 0 1 3 .   [7 ]   Y .   S .   H.  Kh ra isa t,   De sig n   o f   4   e le m e n ts  re c tan g u lar  m i c ro strip   p a tch   a n ten n a   w it h   h ig h   g a in   f o 2 . 4   G Hz   a p p li c a ti o n s,”  M o d e rn   Ap p li e d   S c ien c e ,   v o l /i ss u e :   6 ( 1 ) ,   p p .   6 8 7 4 ,   2 0 1 2 .   [8 ]   C .   A .   Ba lan is,   A n ten n a   T h e o ry   A n a l y si s an d   De sig n ,   Jo h n   W il e y   &   S o n s I n c .   P u b li c a ti o n ,   2 0 0 5 .   [9 ]   C.   S lo t,   A n   In teg ra ted   Div e rsit y   A n ten n a   Ba se d   o n   Du a l - F e e d ,   IEE An ten n a a n d   W ire les s P ro p a g a ti o n   L e tt e rs v o l.   1 3 ,   p p .   3 0 1 3 0 4 ,   2 0 1 4 .   [1 0 ]   D.  S .   D.  S u n ,   e a l. ,   A p p li c a ti o n   o f   No v e C a v it y - B a c k e d   P ro x im it y - Co u p led   M icro strip   P a tch   A n ten n a   to   De sig n   Bro a d b a n d   C o n f o rm a P h a se d   A rra y ,   IEE An ten n a a n d   W ire les Pro p a g a ti o n   L e tt e rs ,   v o l.   9 ,   p p .   2 1 7 8 8 7 6 ,   2 0 1 0 .   [1 1 ]   P .   Up a d h y a y ,   e a l. ,   De sig n   o M icro strip   P a tch   A n ten n a   A rra y   f o WL A A p p li c a ti o n ,   v o l /i ss u e :   2 ( 1 ) ,   p p .   2 0 0 8 2 0 1 0 ,   2 0 1 2 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       He   r e c e iv e d   f irst  d e g re e   in   2 0 1 5   f ro m   Un iv e rsiti   T e k n o lo g i   M a lay sia   in   t h e   f ield   o f   El e c t rica &   El e c tro n ics   En g i n e e rin g .   Cu rre n t l y ,   h e   is  d o in g   h is  M a ste r   Re se a rc h   in   W irele ss   Co m m u n ica ti o n   Ce n tre  (W CC) ,   Un iv e rsiti   Tek n o lo g M a lay sia .   His  re se a rc h   in tere s is   p h a se d   a rra y   a n ten n a   d e sig n   f o 5 G   a p p li c a ti o n s.     M u h a m m a d   Ra m lee   K a m a r u d in   o b tain e d   h is  f irst  d e g re e   f ro m   Un iv e rsiti   T e k n o lo g M a lay sia   (UT M ),   M a la y sia ,   w it h   Ho n o u rs ,   m a jo rin g   in   El e c tri c a a n d   T e lec o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g ,   g ra d u a ti n g   in   2 0 0 3 .   He   t h e n   j o i n e d   UT M   a a   lec tu re a t h e   W irele ss   Co m m u n ica ti o n   Ce n tre   (W CC),   F a c u lt y   o f   El e c tri c a En g in e e rin g , UT M .   He   h a b e e n   a w a rd e d   a   sc h o lars h ip   f ro m   th e   g o v e rn m e n o f   M a la y sia   to   f u rth e stu d y   in   th e   U n it e d   Kin g d o m .   He   re c e iv e d   th e   M S c   i n   c o m m u n ica ti o n   e n g in e e rin g   in   2 0 0 4   a n d   th e   P h in   2 0 0 7   f ro m   Un iv e rsit y   o Bir m in g h a m ,   UK .   Dr.  Ra m lee   is  a n   a u th o o f   a   b o o k   c h a p ter f o b o o k   e n ti tl e d   A n ten n a s an d   P ro p a g a ti o n   f o Bo d y - Ce n tri c   W irele ss   Co m m u n ica ti o n s” ,   a n   IEE m a g a z in e   a rti c le,  a n d   a   n u m b e o f   tec h n ica p a p e rs  in c lu d in g   j o u r n a ls  a n d   c o n f e re n c e o n   a n te n n a p e rf o rm a n c e   a n d   d e sig n   f o o n - b o d y   c o m m u n ica ti o n   c h a n n e ls  a n d   a n t e n n a   d iv e rsity .   His  r e se a r c h   in tere sts  in c lu d e   a n ten n a   d e sig n   f o w irele ss   o n - b o d y   c o m m u n ica ti o n s,  RF   a n d   m icro w a v e   c o m m u n ica ti o n   sy ste m s ,   a n d   a n ten n a   d iv e rsity   a n d   re c o n f ig u ra b le.  Cu rre n tl y ,   Dr.  Ra m le e   is  a   m e m b e o f   IEE E,   tea m   m e m b e o W irele ss   Co m m u n ica ti o n   Ce n tr e   ( W CC)  a n d   su p e rv isin g   a   n u m b e o f   P h D,  M a ste a n d   Un d e rg ra d u a te stu d e n ts.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.