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 .   4 A u g u s t   201 7 ,   p p .   2 0 9 4 ~ 2 1 0 0   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v7 i 4 . p p 2 0 9 4 - 2100          2094       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   Pack a g ing  Tech ni que f o G a in I m p ro v e m en o M ul t reso na nce  CPW - fed  Ant enn a  f o r Satelli te  A p plica tions       J a la l N a g ha r 1 ,   Azz eddin . Na g ha r 2 ,   O t m a n Ag hzo ut 3 ,   An a   Va zquez  Alej o s 4 F ra ncis co   F a lco ne 5   1 De p t.   o f   P h y sic s,  F a c u lt y   o f   S c ie n c e ,   A b d e lma lek   Essa a d Un iv e rsity ,   T e to u a n ,   M o ro c c o   2, 4 De p t.   o f   S ig n a th e o ry   a n d   C o m m u n ica ti o n s,  Un iv e rsity   o f   V ig o ,   V ig o ,   S p a i n   3 De p t.   T e lec o m m u n ic a ti o n ,   ENS A ,   A b d e lma lek   Essa a d Un iv e rsity T e to u a n ,   M o ro c c o   5 D e p t.   o f   El e c tro n ic an d   El e c tri c a En g in e e rin g ,   P u b li c   Un iv e rsity   o f   Na v a rr e ,   P a m p lo n a ,   S p a in       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   1 5 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Ma y   2 8 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J u n   12 ,   2 0 1 7       A   su it a b le   tec h n iq u e   f o g a in   i m p ro v e m e n o f   m u lt i - re so n a n c e   CP W - f e d   a n ten n a   f o sa telli te  a p p li c a ti o n   a t   Ku - ,   K -   a n d   Ka - b a n d f o u se te rm in a ls  is   p re se n ted   i n   t h is  p a p e r.   Ne w   c o n c e p o f   sta c k in g   n u m e ro u lay e rs  w it h   d if fe re n d iele c tri c   m a teria h a b e e n   a lso   p re se n ted .   T h e   c o n v e n ti o n a a n ten n a   de sig n   c o n sists   o f   a   CP W - f e d   p a tch   a n ten n a   w it h   m o d if ied   CP e le m e n ts  p rin ted   o n   Ro g e rs T M M 4   su b stra te.  I n   o r d e to   im p ro v e   th e   a n ten n a   p e rf o r m a n c e   in   term   o f   g a in   a n d   b a n d w id th ,   w e   p ro p o se   tw o   d if f e re n t   c o n f ig u ra ti o n s.  T h e   f irst  o n e   c o n sists   o f   d e sig n in g   sta c k e d   stru c tu re   b y   a d d in g   o n   th e   to p   o f   th e   sin g le   a n ten n a   a n   a d d it io n a l   lay e w it h   p a ra siti c   e le m e n ts.   T h e   d iele c tri c   a d d e d   c o n sists   i n   R o g e rs  RO3 0 1 0   s u b str a te  w it h   a   h ig h   p e rm it ti v it y   o f   1 0 . 2 .   T h e   p ro p o se d   a n te n n a   is  f o rm e d   b y   t w o   la y e r s   se p a ra ted   b y   a n   a ir  g a p th is  n e w   c o n f ig u ra ti o n   p r o v id e m a jo re d u c ti o n   o n   a n ten n a   b e a m   w id th   a n d   a ll o w s   g a in   e n h a n c e m e n t.   T h e   se c o n d   o n e   im p le m e n th e   d e sig n   o f   2 × 1   a n d   4 × 1   se ries   f e e d   a n ten n a   a rra y b a se d   o n   th e   c o n v e n ti o n a l   CP W - f e d   a n ten n a .   T h e s e   a rra y   c o n f ig u ra ti o n a re   u se d   to   a c h iev e   h ig h e g a in   in   c o m p a riso n   w it h   sta c k e d   so lu ti o n .   F in a ll y   w e   c o m b in e d   b o th   tec h n i q u e y ield in g   th e   sta c k e d   4 × 1   se ries   f e e d   a n ten n a   a rra y .   F a b rica ted   CP W - f e d   a n ten n a   a n d   th e   a c h iev e d   re su lt d e m o n stra te  th e   p e rf o r m a n c e   o f   p re se n ted   tec h n iq u e s f o g a in   im p ro v e m e n ts.   K ey w o r d :   A n ten n a   g a in   im p ro v e m e n   CP W - f e d   a n ten n a     P a c k a g in g   tec h n iq u e     S a telli te co m m u n ica ti o n s     S tac k e d   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 :   J alal  Nag h ar     Dep t.  o f   P h y s ic s ,   E lectr o n ic  a n d   Mic r o w a v Gr o u p ,     Facu lt y   o f   Sc ien ce ,     A b d el m a lek   E s s aa d i U n iv er s it y ,     T eto u an ,   Mo r o cc o .   E m ail:  j alaln a g h ar @ g m a il.c o m       1.   I NT RO D UCT I O   T h d em an d   o f   lo w   co s t,  lo v o lu m e,   lo w   p r o f ile,   an d   p la n ar   co n f i g u r atio n   f o r   th an te n n to   b in te g r ated   o n   th u s er   ter m i n a ls   o f   m o b ile  s y s te m s   h a s   in cr ea s ed   th in ter est  o f   r esear c h   w o r k   tec h n o lo g ie s   [ 1 - 3 ] .   T h m i n iat u r izatio n   o f   an ten n a s   i s   e s s e n tial   in   r ad io   co m m u n icat io n   d e v ices   s u ch   as  w ir eless   L A N ,   RF I D,   an d   MI MO ,   a n d   ex te n s iv s tu d ie s   ar m ad o f   a n   e lectr icall y   s m a ll  an te n n [ 4 - 6 ] T h m ai n   id ea   o f   th is   p ap e r   is   to   d esi g n   n e w   an ten n a s   w i th   s m all   s h ap e,   e n h a n ce d   g ai n   a n d   lar g er   b an d w id t h   f o r   sa tel lite   c o m m u n icatio n s .   Ma n y   w o r k s   h av b ee n   d ev elo p ed   w i th   t h s a m en d   i n   th p ast  f e w   y e ar s ,   b u th an te n n a   d esig n   is   s till   d i s cr ee t   co m p o n en f o r   th h i g h l y   s y s te m   i n   p ac k ag e C P W - f ed   an te n n as  h av m a n y   attr ac ti v f ea t u r es  lik lo w   r ad iatio n   lo s s ,   ea s y   i n te g r atio n   f o r   m o n o lith ic  i n te g r ated   cir cu its ,   an d   lo w   d is p er s io n   [ 7 ] [ 8 ] .   T h er ef o r e,   C PW - f ed   an te n n is   w id el y   co n s id er ed   g o o d   ca n d id ate  f o r   s atellite  ap p l icatio n .   T h is   p ap er   p r esen ts   a   m u lti - b a n d   C P W - f ed   an ten n f o r   s atel lite  ap p lic atio n s .   T h a n ten n s tr u ct u r e   w a s   d esi g n ed   an d   f ab r icate d   u s i n g   R o g er s   T MM 4   s u b s tr ate  to   co v er s   t h e   K u - b a n d   ( 1 1 . 7 5 - 1 6 . 8 3 GHz ) ,   K - b an d   ( 2 2   GHz )   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P a ck a g in g   Tech n iq u fo r   Ga i n   I mp r o ve men t o f Mu lti r eso n a n ce   C P W - fed   ….   ( Ja la l Na g h a r )   2095   Ki - b an d   at  ( 2 8 - 3 4   GHz ) .   S u it ab le  tech n iq u e s   f o r   g ai n   i m p r o v e m e n w it h   n e w   co n ce p o f   s tack i n g   n u m er o u s   la y er s   w it h   d if f er e n d ielec t r ic  m ater ial  h av b ee n   also   p r esen ted .   I n   o r d er   to   im p r o v th an ten n p er f o r m a n ce   in   ter m   o f   g ai n   an d   b an d w id t h ,   w p r o p o s e d   t w o   d if f er en co n f i g u r atio n s .   T h f ir s t   o n co n s is t s   o f   d esig n i n g   s tac k ed   s tr u c tu r b y   ad d in g   o n   t h to p   o f   t h e   s in g le  a n te n n a n   ad d itio n al  l a y er   w it h   p ar asit ic   ele m e n ts .   T h d ielec tr ic   ad d ed   co n s is ts   i n   R o g er s   R O3 0 1 0   s u b s tr ate  w it h   a   h ig h   p er m it tiv it y   o f   1 0 . 2 .   T h p r o p o s ed   an ten n is   f o r m ed   b y   t w o   la y er s   s ep ar ated   b y   a n   air   g ap t h is   n e w   co n f ig u r a tio n   p r o v id es  m aj o r   r ed u ctio n   o n   a n ten n b ea m   w i d th   an d   allo w s   g ai n   en h a n ce m en t.  T h s ec o n d   o n i m p le m e n t th d esi g n   o f   2 ×1   an d   4 ×1   s er ies  f ee d   an ten n a r r ay s   b ased   o n   th co n v e n tio n al  C P W - f ed   a n ten n a.   T h ese  ar r ay   co n f ig u r atio n s   ar u s ed   to   ac h ie v h ig h er   g a in   i n   co m p ar i s o n   w i th   s tac k e d   s o lu tio n .   Fi n all y   w e   co m b i n ed   b o th   tec h n iq u es   y ield in g   t h s tac k ed   4 ×1   s er ie s   f ee d   an te n n ar r a y T h ar r a y   s o lu t io n s   p r o p o s ed   o f f er s   go o d   im p r o v e m en o f   an ten n g ain ,   r esp ec to   o th er   w o r k   [9 ] [ 1 0 ] .   Fab r icate d   C P W - f ed   an te n n a n d   th ac h iev ed   r es u lt s   d em o n s tr ate  t h p er f o r m a n ce   o f   p r esen ted   tech n iq u e s   f o r   g a in   i m p r o v e m e n ts .         2.   ANT E NNA  D E SI G AND  ANALY SI S   2 . 1 .   CP W - f ed  Ant enna   C o nfig ur a t io n   T h g eo m etr ical  co n f i g u r atio n   o f   th p r o p o s ed   an ten n is   s h o w n   in   Fi g u r e   1 .   I co n s is ts   o f   s im p le   r ec tan g u lar   r ad iato r   f ed   b y   5 0   Ω   co p lan ar   w a v e - g u id ( C P W )   tr an s m i s s io n   lin e.   Si n ce   b o th   th p atch   an d   th f ee d   li n ar i m p le m e n ted   o n   th s a m p la n e,   o n l y   o n la y er   o f   s u b s tr ate  w ith   s in g le - s id ed   m e tallizatio n   w a s   n ee d ed .   T h d esig n ed   a n t en n i s   lo w   co s a n d   v er y   ea s y   f o r   m an u f ac tu r i n g   p r o ce s s .   A   d etailed   s t u d y   h as   b ee n   e m p lo y ed   to   p er f o r m   t h e   d esig n   a n d   th o p ti m izatio n   p r o ce s s .   A s   s h o w n   i n   Fi g .   1 ,   th f i n al  p ar a m eter s   f o r   th C P W - f ed   an te n n p r in ted   o n   th e   R o g er s   T MM 4   w it h   d ielec tr ic  co n s ta n o f   4 . 5 ,   lo s s   ta n g en t   o f   0 . 0 0 2   an d   th ic k n e s s   o f   0 . 7 6 2   m m ,   ar e:  W 1 =5 . 4   m m ,   W 2   =7   m m ,   W 3 =5 . 5   m m ,   W 4 =2 . 1   m m ,   W f =3 . 8   m m ,   L 1 =4 . 5   m m ,   L 2 =5 . 5   m m ,   L 3 =8 . 5   m m ,   L f =9   m m ,   t=0 . 5   m m   a n d   t 1 =0 . 8 m m .             Fig u r 1 .   Geo m e tr y   o f   t h p r o p o s ed   C P W - f ed   an ten n ( an te n n 1 )   w it h   p h o to g r ap h   o f   t h f ab r icate d   p r o to ty p e       2 . 2 .   Resul t s   a n d dis c us s io n   I n   Fig u r 2 ,   m ea s u r ed   an d   s i m u lated   S 11   o f   th C P W - f ed   a n ten n a   ar p lo tted .   I is   o b s er v ed   th at  th e   an ten n co v er s   t h K u - b an d   ( 1 1 . 7 5 - 1 6 . 8 3 GHz ) ,   K - b an d   ( 2 2   GHz )   an d   Ka - b an d   at  ( 2 8 - 3 4   GHz ) .           Fig u r 2 .   Si m u lated   an d   m ea s u r ed   S 11   w it h   p ea k   g a in   v al u es   o f   th p r o p o s ed   an ten n 1   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 .   4 A u g u s t   2017     2 0 9 4     2 1 0 0   2096   A   g o o d   ag r ee m e n is   s h o w n   b et w ee n   s i m u latio n   a n d   m ea s u r e m en t   r es u lts .   s m all  s h i f ti n g   w as   o b s er v ed   in   th f ir s b an d   f o r   th m ea s u r ed   r esp o n s th at  m i g h b d u to   m a n u f ac t u r i n g   i m p er f ec t io n s   a n d   p er f o r m a n ce   m ea s u r e m en t   p r o ce s s .   T h an te n n p ea k   g a i n   is   s h o w n   i n   F ig .   2   i n d ica tin g   s tab le  g ai n   p er f o r m a n ce   o v er s   4   d B i a t th th r ee   s elec ti v s atell ite  b an d s .                 Fig u r 3 .   C u r r en t d is tr ib u tio n   o f   th p r o p o s ed   an ten n at  1 5 GHz   ( lef t) ,   at  2 2 . 1 5   GHz   ( m id d le)   an d   at  2 8 . 3   GHz   ( r ig h t)                 Fig u r 4 .   3 g ain   p atter n   o f   t h p r o p o s ed   an ten n at  1 5 GHz   ( lef t) ,   at  2 2 . 1 5   GHz   ( m id d le)   an d   at  2 8 . 3   GHz   ( r ig h t)       Fig u r 3   a n d   Fi g u r e   4   s h o w   r e s p ec tiv el y   t h s i m u lated   c u r r en t d is tr ib u tio n s   a n d   3 to tal   g ain   p atter n   at  1 5   GHz ,   2 2 . 1 5   GHz   an d   2 8 . 3   GHz .   I ca n   b ev id en tl y   s e en   f r o m   Fi g .   3   th at  t h cu r r e n t   d is tr ib u tio n   at  t h e   th r ee   r eso n a n f r eq u en cie s   is   d if f er en t.  C o n ce r n in g   t h f ir s m o d ( 1 5   GHz ) ,   th c u r r en d i s tr ib u tio n   is   m ai n l y   d is tr ib u ted   alo n g   co p lan ar   f ee d in g   w h i le  w o b s er v m o r co n ce n tr atio n   o f   c u r r en d i s tr i b u tio n   f o r   th h i g h   r eso n an ce   m o d es  at  2 2 . 1 5   G Hz  an d   2 8 . 3   GHz .   Fro m   Fi g u r 4 ,   it  is   in d icate d   th s h a p o f   s i m u lated   3 D   r ad iatio n   p atter n   at   2 8 . 3   GHz   is   n o s tab le  w it h   i m p o r tan s i d lo b es  d u to   t h p r ese n ce   o f   h i g h   p r o p ag atio n   m o d e s .   Ho w ev er ,   f o r   o th er   f r e q u en c y   b an d s   1 1 . 6 1 6 . 5   GHz   an d   2 0 . 5 2 4 . 3   GHz ,   th s i m u l ated   3 - r ad iatio n   p atter n   is   b id ir ec tio n al,   s tab le,   an d   w it h   lo w   s id lo b es.  Fo ll o w i n g   w d escr ib t h p r o p o s ed   tech n iq u es   w it h   th ai m   to   p er f o r m   th p r ese n t ed   C P W - f ed   an te n n i n   ter m s   o f   g ai n   en h a n ce m e n t.          3.   ANT E NNA  G AI I M P RO VE M E NT           T o   en h an ce   th e   g a in   o f   th e   p r o p o s ed   an ten n a,   w e   p r o p o s t r ee   d if f er e n tec h n iq u e s .   T h f ir s t   tech n iq u is   b ased   o n   s tack e d   an ten n d esig n ed   w it h   t h C P W - f ed   an te n n p r ese n ted   in   t h last   s ec tio n .   T h e   s ec o n d   o n is   b ased   o n   s er i es - f ee d   an te n n ar r a y   b ased   also   in   t h s a m an te n n a .   T h th ir d   tec h n iq u e   co m b i n es   t h f ir s t   an d   t h s e co n d   tech n iq u e s   i n   o n a n ten n a.   A s   w w ill  s ee ,   t h f o u r t h   a n te n n a   p r o v id es   m aj o r   g ain   en h a n ce m e n t.      3 . 1 .   Sta ck ed  A nte nn a :   Resu lt s   a nd   D is c us s io n   I n   o r d er   to   en h a n ce   t h C P W - f ed   an te n n g ain   p r esen ted   ab o v e,   w ad d   s ec o n d   la y er   w i th   air   g ap   o n   th to p   o f   th s in g le  an te n n d esig n ed   p r ev io u s l y .   T h d e s ig n   o f   th n e w   s tac k ed   an ten n ca n   b s h o w n   i n   Fig u r e   5 .   T h th ick n e s s   o f   air   g ap   is   f i x ed   at  5   m m   f o r   r ea m an u f ac t u r in g   p r o ce s s .   T h ef f ec th p er m itti v it y   o f   th s ec o n d   la y er   o n   th an t e n n r esp o n s ill u s tr ated   in   Fi g u r e   6   d em o n s tr ate s   th at  th f r eq u en c y   r esp o n s o f   th s tack ed   a n te n n i s   n o a f f ec ted   b y   in cr ea s in g   t h p er m itti v it y   v al u o f   t h s ec o n d   l a y er .   Ho w e v er ,   it  i s   clea r l y   i n d icate d   th at   th e   an te n n g ai n   i n cr ea s e s   w h en   th d ielec tr ic  co n s ta n in cr ea s e s .   F o r   th s ec o n d   la y er ,   w c h o o s t h R o g er s   R O3 0 1 0   w it h   h i g h er   d ielec tr ic  co n s ta n o f   1 0 . 2 ,   tan g e n lo s s   o f   0 . 0 0 3   an d   th ic k n ess   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P a ck a g in g   Tech n iq u fo r   Ga i n   I mp r o ve men t o f Mu lti r eso n a n ce   C P W - fed   ….   ( Ja la l Na g h a r )   2097   1 . 2 7   m m .   T h r esu lti n g   a n te n n r esp o n s es  i n   ter m s   o f   g a in   an d   r etu r n   lo s s   co m p ar ed   to   s in g le  C PW - f ed   an ten n ar s h o w n   i n   F ig u r e   7 .   R eg ar d in g   t h r et u r n   lo s s   b eh av io r ,   t h s tac k ed   a n ten n p r esen ts   a   s m all   s h i f ti n g   i n   th e   f ir s b a n d   co m p ar ed   to   th a n te n n a   1 .   W h ile   th i s   tech n iq u e   d e m o n s tr ate s   a   g o o d   i m p r o v e m e n t   o f   an te n n g ai n   o f   ab o u 7 2 . 3 9   %,  4 4 . 2 9   an d   2 1 . 8 8   at  t h th r ee   s u cc es s i v f r eq u e n c y   b an d s   r esp ec tiv el y ,   co m p ar ed   to   th b asic CP W - f e d   an ten n a.           Fig u r 5 .   C o n f ig u r atio n   o f   th n e w   s tac k ed   an te n n ( an te n n a 2 ) : ( a)   to p   v ie w   ( b )   f r o n t v ie w           Fig u r 6 .   R etu r n   lo s s   ( le f t)   an d   g ain   ( r ig h t)   p er f o r m a n ce s   o f   th p r o p o s ed   s tack ed   an ten n f o r   d if f er e n t v a lu e s   o f   th s ec o n d   la y er   d ielec tr ic  co n s ta n t ( Seco n d   la y er   t h ic k n e s s   is   f ix ed   to   1 . 4   m m )           Fig u r 7 .   R etu r n   lo s s   ( le f t)   an d   g ain   ( r ig h t)   p er f o r m a n ce s   o f   th p r o p o s ed   s tack ed   an ten n f o r   d if f er e n t v a lu e s   o f   th s ec o n d   la y er   d ielec tr ic  co n s ta n t   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 .   4 A u g u s t   2017     2 0 9 4     2 1 0 0   2098   I n   th e   n e x s tep ,   w p r o p o s th d esi g n   s er ie s - f ee d   a n ten n ar r a y s   b ased   o n   t h s a m e   C P W - f ed   an ten n a   d e s cr ib ed   p r ev io u s l y   f o r   t w o   a n d   f o u r   ele m e n ts .   A f ter   co m p ar is o n   o f   b o t h   g ain   i m p r o v e m e n t   tech n iq u es  s tack ed   a n d   ar r ay   co n f i g u r atio n s ,   w w i ll  co m b in th e s t w o   m et h o d s   i n   o n e   s tr u ct u r e,   o f f er i n g   s tack ed   s er ies - f ee d   an te n n ar r ay   o n   th b ase  o f   co p lan ar   f e d   an ten n a.     3 . 2 .   Series - f ee d a nte nn a   a rr a y :   r esu lt s   a nd   dis cu s s io n   Fig u r 8   ill u s tr ate s   t h s c h e m atic  o f   t h p r o p o s ed   s er ies - f ee d   an te n n a s   f o r m ed   b y   t wo   an d   f o u r   ele m e n ts .   Fo r   b o th   ca s es,  t h an ten n i s   f ee d i n g   b y   th f ir s t   ele m e n t.  T h is   m et h o d   o f   f ee d in g   i s   v er y   w id el y   u s ed   b ec au s it  is   v er y   s i m p le   to   d esig n   a n d   an al y ze ,   al s o   v er y   ea s y   to   m a n u f ac t u r e.   T h d is tan ce   d 1   b et w ee n   t w o   clo s ed   r ad iated   ele m e n ts   i s   0 . 4 5   λ ,   w h i le  t h to tal  le n g t h   o f   t h ce ll   u n it   is   eq u al  to   0 . 7 5 λ .   T h 4 ×1   s er ies - f ee d   an te n n ar r a y   i s   n a m e d   a n ten n 3   in   t h r est o f   t h p ap er   d escr ip tio n .             Fig u r 8 .   Sch e m atic  o f   t h p r o p o s ed   s er ies - f ee d   an ten n ar r ay s             Fig u r 9 .   R etu r n   lo s s   o f   t h p r o p o s ed   s er ies - f ee d   an ten n ar r a y s     Fig u r 1 0 .   R etu r n   lo s s   o f   t h p r o p o s ed   an ten n d esig n   ca s es       A cc o r d in g   to   Fi g u r 9 ,   th a n ten n g ai n   d ep en d s   o n   t h n u m b er   o f   ele m e n ts   i n   t h s er ies - f ee d   an ten n a   ar r a y   co n f i g u r atio n .   T h en   w o b s er v e   h i g h   a n te n n a   g a in   f o r   t h e   ca s 4 ×1   s er i es  f ee d   ar r a y .   T h ese   co n f i g u r atio n s   o f f er s   6 5 . 6 7   %,  7 6 . 5 6   an d   1 1 . 4 8   o f   g a i n   en h an ce m e n f o r   th th r ee   s u cc ess i v r eso n a n ce   m o d e s ,   co m p ar ed   to   an ten n 1 as sh o w n   i n   Fi g u r e   1 0 .       3 . 3 .   Sta ck ed  s er ies - f ee d a nte nn a   a rr a y :   r esu lt s   a nd   dis cus s io n   Fig u r 1 1   illu s tr ate s   th co n f i g u r atio n   o f   t h p r o p o s ed   s tack ed   s er ies  f ee d   an te n n f o r m ed   b y   t w o   la y er s   s ep ar ated   b y   t h air   g ap .   T h f ir s co n s i s ts   o f   4 ×1   s er ies  f ee d   C P W - f ed   an te n n w it h   t h s a m e   s p ec if icatio n   d escr ib ed   i n   t h p r ev io u s   s ec tio n .   I n   th e   s ec o n d   la y er ,   w p r i n f o u r   p ar asit i co n d u cto r s   o n   t h e   R o g er s   R O3 0 1 0   s u b s tr ate  h a v in g   p e r m itti v it y   o f   1 0 . 2 .   T h is   co n f ig u r atio n   co m b i n b o th   s tack ed   a n d   ar r a y   s o lu tio n s .   T h s i m u lated   r etu r n   lo s s   o f   all  p r o p o s ed   d esig n ed   an ten n as   in   th is   p ap er   ar d ep icted   in   Fig u r 1 2 .   As  ca n   b s ee n ,   v er y   s m all   s h i f t i n g   i n   f r eq u en c y   is   n o te d   b etw ee n   al l   pr o p o s ed   an ten n as.  Ho w ev er ,   t h an ten n a   g ai n   w as   in cr ea s ed   u s in g   t h r ee   d if f er e n co n f i g u r ati o n s .   A cc o r d in g   to   Fi g u r e   1 3 ,   w e   o b s er v t h at,   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P a ck a g in g   Tech n iq u fo r   Ga i n   I mp r o ve men t o f Mu lti r eso n a n ce   C P W - fed   ….   ( Ja la l Na g h a r )   2099   s tack ed   ar r a y   s tr u c tu r ( a n ten n 4 )   r ep r esen ts   h i g h   g a in   v a lu es  o f   8 d B f o r   all  co v er ed   f r eq u en c y   b an d s   i n   co m p ar is o n   w it h   to   th r est o f   th d esi g n ed   an ten n a.           Fig u r 1 1 .   C o n f i g u r atio n   o f   t h p r o p o s ed   s tack ed   Ser ies - f ee d   an ten n ar r a y   ( an te n n 4 )             Fig u r 1 2 .   Si m u lated   R et u r n   L o s s   o f   s tac k ed   Ser ies - f ee d   an te n n ar r a y     Fig u r 1 3 .   Si m u lated   g ai n   f o r   all  p r o p o s ed   d esig n   an ten n a s       I n   ad d itio n ,   th s tac k ed   ar r ay   s o lu tio n   p r esen t s   co m p ac t   s ize  an d   r ed u ce s   th C P W - f e d   an ten n a   b ea m   w i th   ad d itio n a ad v an ta g o n   th v er tical  s tac k i n g   to   co n tr o th tak e - o f f   a n g le  to g eth er   w it h   th g ain ;   o n   th e   o th er   h an d ,   a n   e x p ec ted   g ain   ca n   b ac h ie v ed   at  s p e cif ic  r ad iatio n   p atter n   a n g le.   T h e   last   tec h n iq u e   d em o n s tr ate s   an   a v er ag o f   4 7 an d   2 6   g ain   i m p r o v e m en f o r   C P W - f ed   an te n n an d   th s er ie s   f ee d   an ten n ar r a y   r esp ec ti v el y .       4.   CO NCLU SI O   I n   th i s   p ap er   co m p ac C P W - f ed   an te n n w i th   g ai n   i m p r o v e m e n tec h n iq u i s   p r o p o s ed   a nd   m u lti - r eso n an ce s   f o r   s atellite   ap p licatio n   ar e   d escr ib ed .   Me asu r e m en r es u lts   d e m o n s tr ate  g o o d   ag r ee m e n w it h   s i m u lat io n s .   T o   im p r o v e   an te n n p er f o r m a n ce s ,   th s tac k ed   s o lu tio n   tec h n iq u e   h a s   b ee n   u s ed ,   s ec o n d   lay e r   w it h   h ig h   d ielec tr ic  co n s ta n an d   air   g ap   s ep ar atio n   ar in tr o d u ce d   o n   th to p   s id o f   th s i n g le  la y er   an te n n a.   h i g h   p er f o r m a n ce   in   ter m   o f   g ai n   i m p r o v e m en t   w it h   co m p ac t   s ize   h a s   b ee n   ac h ie v ed .   Fo r   m o r g ai n   en h a n ce m en t,  ar r a y   tec h n iq u e   is   al s o   in tr o d u ce d .   Fin all y ,   b o th   s tac k ed   a n d   ar r a y   tec h n iq u es  ar co m b in ed   in to   th s tac k ed   s er ies - f ee d   an ten n ar r a y   to   allo w   m o r an d   m o r g ai n   e n h a n ce m en t .   C o m p ar is o n   s t u d ie s   b et w ee n   t h p r ev io u s   a n te n n as  p r o v th a b o th   C P W - f ed   s in g le  la y er   a n d   t h s tac k ed   an ten n a s   ar e   g o o d   ca n d id ates f o r   f u t u r p ac k ag in g   s y s te m s .       ACK NO WL E D G E M E NT   R esear ch   s u p p o r ted   b y   A tla n t T I C   an d   th R ad io   S y s te m s   Gr o u p   R & o f   th Un i v er s i t y   o f   Vig o   ( Vig o ,   Sp ain ) .   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 .   4 A u g u s t   2017     2 0 9 4     2 1 0 0   2100   RE F E R E NC E   [1 ]   Ro h it   K.  Ra j,   M o n o j   Jo se p h ,   C. K.  A n a n d a n ,   K.   V a su d e v a n ,   P .   M o h a n a n ,   A   Ne w   Co m p a c M ic ro strip - F e d   Du a l - Ba n d   Co p lan e A n ten n a   f o W LA A p p li c a ti o n s” ,   IEE T r a n s.  An ten n a Pro p a g . ,v o l.   5 4 ,   n o .   1 2 ,   De c e m b e 2 0 0 6 ,   pp  3 7 5 5 - 3 7 6 2 .   [2 ]   Zh ij u n   Z h a n g ,   M a g d y   F .   Isk a n d e r,   Je a n - Ch risto p h e   L a n g e r,   Jim   M a th e w s,  Du a l - Ba n d   W LAN  Dip o le  A n ten n a   u sin g   a n   I n tern a M a tch in g   Cir c u i t”,  IEE T r a n s.   An te n n a s a n d   Pro p a g . ,   v o l.   5 3 ,   no .   5 ,   M a y   2 0 0 5 ,   p p   1 8 1 3 - 1 8 1 8 .   [3 ]   K.F .   T o n g ,   K.M .   L u k ,   K.F .   Lee ,   S . M . S h u m ,   An a lys is  o a   Ro a d b a n d   U - slo M icr o strip   A n ten n a ,   1 0 t h   In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   A n ten n a   a n d   P r o p a g a ti o n ,   p p   1 4 - 1 7 ,   A p ril   1 9 9 7 ,   C o n f e re n c e   P u b li c a ti o n   n o .   4 3 6 ,   IEE E1 9 9 7 .   [4 ]   K.  K.  P a ra sh a r ,   De sig n   a n d   A n a ly sis  o S lo tt e d   Re c tan g u lar  M icr o strip   P a tch   A n ten n a   f o W irele s A p p li c a ti o n ,   In ter n a t io n a J o u rn a o f   E lec trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g ,   v o l.   4 ,   n o .   1 ,   2 0 1 4 .   [5 ]   A n a S o f i,   Kh a li d   R o k y ,   M o h a m m e d   Bo u h o rm a ,   Ib ra h im   Ha d Ba ra k a ,   No v e A n ten n a f o U HF  RF ID  T a g s:  De sig n   a n d   M in iatu riza ti o n ,   In ter n a ti o n a J o u r n a o El e c trica a n d   Co m p u ter   En g in e e rin g ,   v o l.   4 ,   n o .   1 ,     p p .   7 5 - 80 F e b u ra ry   2 0 1 4 .   [6 ]   He m n   Yo u n e sira a d ,   M o h a m m a d   Be m a n i,   S a ied   Nik m e h r,   S m a l M u l ti - Ba n d   Re c tan g u lar  Die lec tri c   Re so n a to r   A n ten n a f o r   P e rso n a Co m m u n ica ti o n   De v ice s ,   In ter n a ti o n a J o u rn a l   o f   El e c trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g v o l. 4 ,   n o . 1 ,   p p .   1 - 6 ,   F e b u ra ry   2 0 1 4 .   [7 ]   A . K.  T rip a th i,   B. K.  S i n g h ,   A   CP W   F e d   X - Ba n d   A n t e n n a   f o S a telli te  A p p li c a ti o n s ,   In ter n a ti o n a Co n fer a n c e o n   M icr o wa n e   a n d   Ph o to n ics ,   Dh a n b a d ,   De c e m b e 2 0 1 3 .   [8 ]   J. - H.  L u ,   B. - J.  Hu a n g ,   P lan a M u lt i - b a n d   M o n o p o le  A n ten n a   w it h   L - sh a p e s   P a ra siti c   S tri p   f o W i - M A A p p li c a ti o n ,   El e c tro n .   L e tt . , v o l .   4 7 ,   n o .   1 2 ,   p p .   6 7 1 - 6 7 2 ,   M a y   2 0 1 0   [9 ]   Iz a b e la  S lo m ian ,   Ilo n a   P iek a rz ,   Krz y sz to f   W in c z a ,   M e m b e r,   IEE E,   &   S law o m ir,   M e m b e r,   M icr o strip   A n ten n a   A rra y   W it h   S e ries   F e e d in g   Ne t wo rk     d e sig n e d   W it h   th e   Us e   o f   S lo t - Co u p le d   T h re e - W a y   P o w e Div id e r,   IEE An ten n a s 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 1 ,   2 0 1 2 .   [1 0 ]   Re z a   Ba y d e r k h a n i,   Ha m id   Re z a   Ha ss a n i,   W id e b a n d   a n d   L o w   S id e lo b e   S lo A n ten n a   F e d   b y   S e ries - F e d   P rin ted   A rra y ,   IEE T ra n s a c ti o n   o n   A n t e n n a a n d   Pro p a g a ti o n ,   v o l .   5 8 ,   n o .   1 2 ,   De c e m b e 2 0 1 0 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS        J a la Na g h a r ,   He   w a b o rn   in   T e to u a n ,   M o rr o c o .   He   r e c e iv e d   th e   E n g in e e De g re e   in   tele c o m m u n ica ti o n   e n g in e e rin g   a th e   Na ti o n a S c h o o o f   A p p li e d   S c ien c e f ro m   A b d e lma lek   Ess a a d i   Un iv e rsit y ,   Teto u a n ,   M o ro c c o   2 0 1 1 .   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   T e le c o m m u n ica ti o n En g in e e rin g   w it h   th e   e lec tro n ic  a n d   m icro w a v e   g ro u p   a A b d e lm a l e k   Essa a d Un iv e rsit y .   His res e a rc h   in tere sts in c lu d e   a n ten n a s an d   sy ste m s in   p a c k a g e .         Az z e d d i n   Na g h a r ,   H e   w a b o rn   in   T e to u a n ,   M o rr o c o .   He   re c e i v e d   th e   En g in e e De g re e   in   tele c o m m u n ica ti o n   e n g in e e rin g   a th e   Na ti o n a S c h o o o f   A p p li e d   S c ien c e f ro m   A b d e lma lek   Ess a a d i   Un iv e rsit y ,   Teto u a n ,   M o ro c c o   2 0 1 1 .   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   T e le c o m m u n ica ti o n En g in e e rin g   w it h   th e   e lec tro n ic  a n d   m icro w a v e   g ro u p   a A b d e lm a l e k   Essa a d Un iv e rsit y .   His res e a rc h   in tere sts in c lu d e   a n ten n a   d e sig n   a n d   RF   f il ters .         O t m a n   Ag h z o u t He   w a b o rn   in   T é to u a n ,   M o r o c c o .   He   re c e iv e d   th e   E lec tro n ics   d e g re e   f ro m   A b d e l m a le k   Essa a d Un iv e rsit y ,   T é to u a n ,   M o r o c c o ,   i n   1 9 9 5 ,   a n d   M .   d e g re e   a n d   th e   P h . D.  d e g re e   in   T e le c o m m u n ica ti o n En g in e e rin g   a th e   Hi g h   S c h o o o f   T e le c o m m u n ica ti o n En g in e e rin g   (ET S ITGC)  o f   Ca n a r y   Un iv e rsit y ,   S p a in   in   2 0 0 0   a n d   Ja n u a ry   2 0 0 2 ,   re sp e c ti v e l y .   He   h a s   a lso   b e e n   a   re s e a rc h e r   stu d e n a th e   M icro w a v e   Gro u p   o f   th e   De p t.   o f   El e c tro n ics   a n d   El e c tro m a g n e ti s m ,   Un iv e r sit y   o f   S e v il le  (S e v il le,  S p a in f ro m   1 9 9 6   ti l 1 9 9 9 .   In   Ja n u a ry   2 0 0 2 ,   h e   jo in e d   th e   M e d ica T e c h n o l o g y   Ce n ter  (CT M o f   th e   Un iv e rsit y   Ho sp it a o f   G C,   w h e re   h e   w o rk e d   in   M e d ica E n g in e e rin g   a p p li c a ti o n s   f o t w o   y e a rs.  (2 0 0 2 - 2 0 0 4 h a b e e n   a   T e a c h e A ss istan o n   T e lec o m m u n ica ti o n En g in e e rin g   a n d   P o std o c to ra l   Re se a rc h e a th e   De p a rtme n o f   th e   S ig n a P r o c e ss in g   En g in e e rin g ,   Hig h   S c h o o o f   T (ET S ITG C).   S in c e   2 0 0 9   He   j o i n e d   th e   E lec tro n ics   &   M icro w a v e   G ro u p ,   T e lec o m m u n ica ti o n   De p t   a s   a n   a ss o c iate   P r o f e ss o o f   T e le c o m m u n ica ti o n s   En g i n e e rin g ,   Na ti o n a S c h o o o f   a p p li e d   S c ien c e s,  UA E,   T é to u a n ,   M o ro c c o .   Cu rre n tl y   h e   is  i n tere ste d   o n   p rin ted   m i c ro w a v e   p a s siv e   a n d   a c ti v e   c ircu it s,   F il ters   a n d   a n ten n a   d e sig n s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.