I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b er   20 24 ,   p p .   6 4 4 5 ~ 6 4 5 4   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 14 i 6 . pp 6 4 4 5 - 6 4 5 4           6445       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Desig n and   enha n cement  of micros t rip patch  antenna  wit h   frequen cy  selec tive surfa ce   ba cking  f o r vehicle - to - v e hicle  co mm unica tion       I k ra m   T ro ud i 1 ,   Cho k ri  B a cc o uch 2 ,   Rha im i Belg a ce m   Chib a ni 1   1 M A C S   La b o r a t o r y :   M o d e l i n g ,   A n a l y si s a n d   C o n t r o l   o f   S y st e ms  LR 1 6 ES2 2 ,   N a t i o n a l   E n g i n e e r i n g   S c h o o l   o f   G a b e s,   U n i v e r si t y   o f   G a b e s   G a b e s,   T u n i si a   2 LR - S y s' C o m - EN I T,   C o mm u n i c a t i o n s Sy s t e ms  LR - 99 - ES 2 1 ,   N a t i o n a l   E n g i n e e r i n g   S c h o o l   o f   T u n i s,   U n i v e r si t y   o f   T u n i s,   T u n i s,  Tu n i si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   2 7 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u l 2 5 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Au g   6 ,   2 0 2 4       Th is  re se a rc h   in v e stig a tes   th e   a p p li c a ti o n   o f  fre q u e n c y   se lec ti v e   su rfa c e   (F S S )   re flec to rs  t o   e n h a n c e   v e h icle - to - v e h icle   (V 2 V)  c o m m u n ica ti o n   p e rfo rm a n c e .   A  c o m p a c t  a n te n n a   m e a su rin g   3 2 × 2 4 × 1 . 6   m m ,   d e r iv e d   fr o m   a n   F S S   1 0 × 1 0 × 1 . 6   m m   u n it   c e ll ,   wa s  stu d ied .   I n teg ra ti o n   o f  F S S   t e c h n o l o g y   with   t h e   a n ten n a   re su lt e d   in   si g n ifi c a n t   p e rfo rm a n c e   imp r o v e m e n ts.  Th e     g a in   in c re a se d   fr o m   3 . 9   to   5 . 4   d B   a t  5 . 9   G Hz ,   re p re se n ti n g   a   1 . 5 - fo l d   e n h a n c e m e n t.   Ad d it io n a ll y ,   th e   b a n d wid t h   e x ten d e d   t o   2 3 0 . 9 4   M Hz .   Th e se   a d v a n c e m e n ts  d e m o n stra te  th e   e f fica c y   o f  F S S   tec h n o lo g y   fo r   a n t e n n a   g a i n   e n h a n c e m e n t  in   V2 V  sy ste m s.  T h e   c o m p a c t  d e sig n ,   c o u p led   wit h   imp ro v e d   p e rfo rm a n c e ,   m a k e s  th is  a p p r o a c h   p a rti c u larly   su it a b le  f o r   v e h icu lar   a p p li c a ti o n s  wh e re   sp a c e   is  li m it e d .   T h is  stu d y   n o t   o n ly   s h o w c a se s  th e   p o ten ti a l  o f  F S S   tec h n o l o g y   i n   a n ten n a   d e sig n   b u t  a ls o   s u g g e sts  it s     b ro a d e r  a p p li c a b il it y   in   e n h a n c in g   V2 V  c o m m u n ica ti o n   sy ste m s,  p o ten ti a ll y   c o n tri b u ti n g   t o   t h e   d e v e lo p m e n t   o f   m o re   e fficie n t   a n d   sa fe r  tran sp o rtati o n   n e two rk s.   K ey w o r d s :   B an d wid th   Fre q u en cy   s elec tiv e  s u r f ac e     Gain   en h an ce m e n t   Patch   an ten n a   Veh icle - to - v eh icle  co m m u n icatio n s   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   C h o k r i Bacc o u ch   SYS’CO M  L ab o r ato r y   L R 9 9 E S2 1 ,   Natio n al  E n g in ee r in g   Sch o o l o f   T u n is ,   T u n is   E l M an ar   Un iv er s ity     1 0 0 2 ,   T u n is ,   T u n is ia   E m ail: c h o k r i. b ac co u c h 1 3 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h r o u g h o u t  h is to r y ,   n u m er o u s   s tu d ies  h av e   b ee n   co n d u cted   to   d is co v er   ef f icien t   an ten n as  c ap ab le  o f   m ee tin g   th e  in cr ea s in g   d em a n d   f o r   ad v an ce d   co m m u n icat io n .   T h ese  an ten n as  m u s t  p o s s es s   ch ar ac ter is tic s   s u ch   as  lar g e  b an d wid th ,   h ig h   g ain ,   d ir ec tio n al  r ad iatio n ,   ea s e  o f   m an u f ac tu r in g ,   an d   a f f o r d ab ilit y   [ 1 ] ,   [ 2 ] . I n   o r d er   to   in cr ea s e  an ten n a  g ai n ,   a  n u m b e r   o f   tech n i q u es  h av e  b ee n   wid ely   u s ed .   E p s ilo n - n ea r - ze r o   ( E NZ )   m ater ials   ar e  o n e  s u ch   tech n iq u e  [ 3 ] – [ 5 ] .   Alter in g   th e  p atch   g eo m etr y   [ 6 ] ,   [ 7 ]   o r   a d d in g   a  s u p er s tr ate,   lik e  an   elec tr o m ag n etic  b an d   g ap   ( E B G)   [ 8 ] ,   [ 9 ] ,   ar e  two   f u r th er   s tr ateg ies.  Fu r th er m o r e,   we  s u g g est  th e  m eth o d   o f   p u ttin g   a  f r eq u e n cy   s elec tiv e  s u r f ac e  ( FS S)  r ef lecto r   b e h in d   th e  an ten n a  in   o r d er   t o   in cr ea s e  th e  g ain   ev en   m o r e  [ 1 0 ] – [ 1 2 ] .   E lectr o m a g n e tic  wav es  ar e  ef f ec tiv ely   r e f lecte d   in   p h ase  b y   th is   r ef lecto r   [ 1 3 ] .   T h e  FS S  ce ll  is   u s ed   to   cr ea te  an ten n a  r ef lecto r s   an d   s p atial  f ilter s   in   r ad ar   s y s tem s ,   co m m u n icatio n   s y s tem s ,   an ten n a   tech n o lo g y ,   a n d   m o b ile  co m m u n icatio n   [ 1 4 ] .  Plan ar   an d   in f in ite,   FS S  s tr u ctu r es  ca n   r e f lect  p lan e  wav es  in   p h ase  b ec au s e  o f   th eir   h i g h   im p ed an ce   [ 1 5 ] .   I n   [ 1 6 ] ,   a  n o v el  d esig n   f o r   a  p r in ted   an ten n a  p atch   is   p r o p o s ed ,   s p ec if ically   tailo r ed   f o r   5 G  ap p licatio n s .   A  FSS   p o s itio n ed   λ /4   b eh in d   t h e  an ten n a ,   ac tin g   as  a  r ef lecto r ,   is   p ar t  o f   th e  s u g g ested   d esig n .   At  3 . 5   GHz ,   th is   co n f i g u r atio n   g r ea tly   in cr ea s es th e  an te n n a' s   g ain   b y   9 . 1 2   d B .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 4 4 5 - 6 4 5 4   6446   Mo v in g   o n   to   [ 1 7 ] ,   a  n ew  f ilter   s tr u ctu r e  is   s h o wn .   I t  co n s is t s   o f   a  p lan ar   lay er   with   a  3 × 3   ce ll  ar r ay   o f   FS S  tr an s m itter s .   At  a  f r e q u en cy   o f   3 . 5   GHz ,   th is   f ilter   is   s m o o th ly   in teg r ated   with   an   u ltra - wid eb an d   ( UW B )   an ten n a,   p r eser v i n g   a   s ep ar atio n   d is tan ce   o f   1 0   m m .   T h is   in teg r atio n ' s   m ain   g o al  is   to   s u cc ess f u lly   s h ield   s ig n als in   UW B   w ir eles s   ap p licatio n s ,   esp ec ially   f o r   c o n n ec ted   item s   u s in g   5 G  tech n o lo g y .   Dag h ar i  an d   Sak li   [ 1 8 ]   p r o p o s ed   a  cy lin d r ical  f ilter   an te n n a  d esig n ed   s p ec if ically   f o r   v eh icu la r   co m m u n icatio n   at   a  f r eq u e n c y   o f   5 . 9   GHz .   T h e   an te n n a' s   p er f o r m a n ce   was  en h an ce d   b y   a n   ar r ay   o f   FS S  r ef lecto r s   in s id e  th e  cy lin d r ical  s tr u ctu r e,   r esu ltin g   in   a  1 . 5   d B   g ain   in cr ea s e.   I n   co n tr ast,  a  n o v el  UW B   an ten n a  d esig n   was  in v esti g at ed   in   [ 1 9 ] ,   in co r p o r atin g   a  d u al - p o lar ized   r a d iato r   an d   a  b a ck   r ef lecto r   with   a  s in g le  FS S.   T h is   in teg r atio n   o f   FS S  en ab led   th e  an ten n a  to   ac h iev e  an   im p r ess iv e  g ain   o f   9 . 5   d B .   I n   th e  p u b licatio n   [ 2 0 ] ,   th e  u tili za tio n   o f   a   cir cu lar   r in g   with   th r ee   s tr aig h t  leg s   h as  b ee n   d em o n s tr ated   to   e n h an ce   th e  im p ed a n ce   b an d wid t h   o f   th e  a n ten n a.   T h is   im p r o v e m en t  allo ws  f o r   a   b r o ad er   r an g e  o f   f r eq u en cies,  s p an n in g   f r o m   2 . 1   to   1 2 . 6   GHz ,   wh ile  also   ac h iev in g   s u p er i o r   r etu r n   lo s s   p er f o r m a n ce .   T h e  in co r p o r atio n   o f   th r ee   s tr aig h t   leg s   in to   th e   cir cu lar   r in g   s tr u ctu r e,   f o r m i n g   a   p atter n   r esem b lin g   th e   Me r ce d es  lo g o ,   f u n ctio n s   as  an   im p e d an ce   m atch in g   c ir cu it.  B y   ca r e f u lly   a d ju s tin g   th e  s p ac in g   b etwe en   th e   co p lan ar   wav e g u id e   ( C PW )   an d   th e  f ee d   lin e,   th e  i n p u t  im p ed an ce   ca n   b e  f i n ely   tu n ed ,   r esu ltin g   in   a  1 0   d B   r etu r n   lo s s   b a n d wid th .   T h is   p ar ticu lar   co n f ig u r atio n   en s u r es  a  m o r e  co n s is ten t  g ain   ac r o s s   th e  u ltra - wid eb an d   ( UW B )   f r eq u en cies  an d   f ac ilit ates a   h ig h   r ad iatio n   ef f icien cy   o f   ap p r o x im ately   9 7 % with in   th e  o p e r atio n al  f r e q u en cy   r a n g e.   I n   th e  r esear ch   co n d u cted   in   [ 2 1 ] ,   a  co m p r eh en s iv e  in v esti g atio n   is   p r esen ted   o n   a  m illi m eter - wav e  (mm - wav e)   an ten n a  s p ec if ical ly   d esig n e d   f o r   5 G  n etwo r k s .   T h e  an te n n a  i n co r p o r ates  a   r e ctan g u lar   s lo t  an d   is   f u r th er   en h an ce d   with   a  FSS   t o   en h an ce   its   g ain .   T h e  p r o p o s ed   m illi m eter - wav e  an ten n a  f o r   5 G  n etwo r k s   h as   s u cc ess f u lly   ac h iev ed   a   b an d wid th   with   S1 1   ≤   - 1 0   d B   r an g in g   f r o m   2 5 . 5   to   3 0 . 8   GHz ,   al o n g   with   a   r ea lized   g ain   o f   ap p r o x im ately   1 0 . 3   d B i  at  2 8   GHz .   On   th e   o th e r   h an d ,   t h e  an te n n a  lac k in g   FS S - b ased   r ef lecto r s   h as  attain ed   a  b an d wid th   with   S1 1   ≤   - 1 0   d B   s p an n in g   f r o m   2 6   to   2 9 . 8   GHz ,   ac co m p an ie d   b y   a  r ea lized   g ain   o f   r o u g h ly   4 . 5   d B i a cr o s s   th e  en ti r e  f r eq u en cy   s p ec tr u m .   T h e  ap p licatio n   o f   FSS   p atc h   an ten n as  in   v eh icle - to - v eh icle  ( V2 V)   co m m u n icatio n   s ig n if ies  a  n o tab le  p r o g r ess io n   o win g   to   t h eir   d is tin ctiv e  attr ib u tes  tailo r ed   to   m ee t  th e  s p ec if ic   d em a n d s   o f   th is   ev o lv i n g   tech n o lo g y   [ 2 2 ] .   FS S  p atch   an ten n as  o f f er   a  m u ltit u d e  o f   ad v an tag es,  en co m p ass in g   am p lifie d   g ain   f o r   s tr o n g er   an d   m o r e  r eliab le  v e h icle  co n n ec tio n s ,   en h a n ce d   d ir ec tiv ity   th at  p r ec is ely   co n ce n t r ates sig n als wh er e   r eq u ir ed ,   an d   d im in is h ed   m u ltip ath   p r o p a g atio n   to   m in im i ze   s ig n al  d is to r tio n   an d   au g m en t  o v er all  s y s tem   p er f o r m an ce   [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] .   T h e ir   co m p ac t  d im en s io n s   en a b le  s ea m less   in teg r atio n   in to   v eh icles  with o u t  co m p r o m is in g   f u n ctio n ality ,   wh ile  th eir   s tr ea m lin ed   d esig n   co n tr ib u tes  to   im p r o v ed   ae r o d y n a m ics  an d   f u el  ef f icien cy .   Fu r th er m o r e,   th e  co s t - ef f ec tiv en ess   o f   FS S  p a tch   an ten n as,  ac h iev e d   th r o u g h   u n co m p licated   m an u f ac tu r in g   p r o ce s s es  an d   af f o r d ab le  c o m p o n en ts ,   r en d er s   th em   a  p r ac tical  ch o ice  f o r   lar g e - s ca le   p r o d u ctio n .   C o llectiv ely ,   th es e  f ea tu r es   p o s itio n   FS S  p atch   an ten n as   as  an   o p tim al  s o lu t io n   f o r   f ac ilit atin g   d ep en d a b le  an d   ef f icien t  wir eless   co m m u n icatio n   am o n g   v eh icles  in   V2 V  s y s tem s ,   th er e b y   p av in g   th e  wa y   f o r   en h an ce d   r o ad   s af ety   an d   d r iv in g   e x p er ie n ce s   [ 2 4 ] .   Ou r   p ap er   i n tr o d u ce s   a  n o v el  ap p r o ac h   wh er e  an   ar r ay   o f   F SS   is   in teg r ated   with   a  p r o p o s ed   an ten n a.   T h e  FS S  u n it  ce ll  d esig n   r esem b les  a  cr escen t  m o o n   s h a p e,   with   d im en s io n s   o f   1 0 ×1 0   m m ,   co r r esp o n d i n g   to   λ /5 ×λ/5 ,   wh er e  λ   r ep r esen ts   th e  wav elen g th .   Fu r th e r m o r e,   th e  s u g g ested   FS S  d is p lay s   a  s to p   b an d   ch ar ac ter is tic  with in   th e  5 . 9   GHz   r an g e,   r esu ltin g   in   a  s ig n if ican t  g ain   e n h an ce m en t   o f   u p   to   4 . 2   dB .   Po s itio n ed   λ /2   b elo w  th e  an ten n a,   th e  FS S  co n tr ib u tes  to   th e  h eig h ten ed   g ain .   T h is   en h a n ce m en t  o cc u r s   b y   r ef lectin g   an d   c o m b in in g   th e   an ten n a - em itted   wav e  with   t h e  FS S - em itted   wav e.   Ma x im u m   g ain   is   ac h iev ed   th r o u g h   co n s tr u ctiv e  in ter f er e n ce   wh en   t h ese  two   wav es  ar e   in   p h ase.   E m p ir ical  f i n d in g s   p r o v id e   s u p p o r t  f o r   th is   co n clu s io n .   T h e  r em ain in g   s ec tio n s   o f   th e   d o cu m en t  ar e  o r g an ize d   as  f o llo ws:   s ec t io n   2   p r esen ts   th e  d esig n   an d   s im u latio n s   o f   th e  an te n n a  el em en t.  Sectio n   3   d is cu s s es  t h e  g eo m et r y   o f   th e  p r o p o s ed   FS S  u n it  ce ll.  I n   s ec tio n   4 ,  an   8 × 8   p er i o d ic  a r r an g em e n t  o f   th e  FS S  is   u t ilized   as  a  r ef lecto r   to   en h a n ce   g ain ,   a n d   th e   s im u latio n   r esu lts   o f   th e  an ten n a  with   an d   with o u t  th e  F SS   ar e  co m p ar ed .   Sectio n   5   is   d ed icate d   to   th e  v alid atio n   o f   th e   cir cu it   elec tr ically   with   ad v a n ce d   d esig n   s y s tem   ( ADS ) .   T h is   is   a   cr u cia l  s tep   to   e n s u r e  th e   f u n ctio n ality   an d   r eliab ilit y   o f   th e  d esig n .   Fin ally ,   s ec tio n   6   p r o v id es  th e   co n clu d in g   r e m ar k s   o f   th e   p ap er ,   s u m m ar izin g   th e  k ey   f i n d in g s   an d   p o te n tial f u tu r e   d ir ec tio n s .       2.   T H E   P RO P O SE D  DE SI G N   2 . 1 .     Desig n o f   pro po s ed  pa t ch  a nte nn a     Fig u r e  1   illu s tr ates th e  g eo m etr y   o f   a  s im p le  p atch   an ten n a  with   th e  f o llo win g   d im en s io n s   [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] :  len g th   L = 2 4   m m ,   wid th   W = 3 2   m m ,   an d   s u b s tr ate  th ick n ess   h = 1 . 6   m m .   T h e  a n ten n a   is   co n s tr u cted   o n   an   FR 4   s u b s tr ate,   wh ich   h as a   r elativ e  p er m itti v ity   o f   4 . 3   a n d   a  l o s s   tan g en t o f   0 . 0 2 5 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Desig n   a n d   e n h a n ce men t o f  micro s tr ip   p a tch   a n ten n a   w ith   fr eq u en cy   s elec tive  s u r fa ce   …   ( I kra m  Tr o u d i )   6447   = 2 √ 2 + 1   12 . 26      ( 1 )     = 2 √   15 . 61      ( 2 )     T h e   d im en s io n s   o f   p atch   an te n n a  p r o p o s ed   ar e  g iv en   in   T a b le  1   an d   Fig u r e  2   s h o ws  th e  r ef lectio n   p ar am eter   S1 1   o f   th e   p atch   a n ten n a  p r o p o s ed   as a   f u n ctio n   o f   f r eq u en c y .           Fig u r e  1 .   Patch   a n ten n a  p r o p o s ed       T ab le  1 .   Par am eter s   o f   p atch   a n ten n a    P a r a me t e r s   L   W   Lp   Wp   Ll   Wl   h   T   V a l u e   ( mm )   24   32   1 1 . 6 6   1 5 . 6 1   5   10   1 . 6   0 . 0 3 5           Fig u r e  2 .   R ef lectio n   c o ef f icien t o f   p r o p o s ed   a n ten n a       2 . 2 .     Desig n o f   pro po s ed  f re qu enc y   s elec t iv e  s urf a ce     Fig u r e   3   illu s tr ates  th e  d im e n s io n s   an d   s tr u ctu r e  o f   th e  F SS   cr escen t  m o o n   u n it  ce ll.  T h is   n o v el   d esig n   f u n ctio n s   as  a  r ef lect o r ,   r e d ir ec tin g   elec tr o m ag n etic  wav es  to war d s   a  p r im ar y   o p er atin g   lo b e.   T h e   p r o p o s ed   FSS   is   f ab r icate d   u tili zin g   a  R o g g er   R T 5 8 8 0   s u b s tr ate,   ch ar ac ter ized   b y   a  lo s s   tan g en t  o f   0 . 0 2 ,   a   d ielec tr ic  co n s tan t  o f   2 . 2 ,   an d   a  th ick n ess   o f   1 . 6   m m .   T h e  u n it  ce ll  co n s is t s   o f   two   cir cu lar   r in g s ,   with   r in g   1   h av in g   a  r ad iu s   o f   9 . 7 5   m m   a n d   r in g   2   h a v in g   a  r a d iu s   o f   8 . 5   m m .   I n cr ea s in g   th e  r ad iu s   r esu lts   in   a  d ec r ea s e   in   b o th   th e  r eso n a n t  f r eq u en c y   an d   th e  b a n d wid th .   T h e  FS S  its elf   h as  d im en s io n s   o f   1 0 ×1 0   m m   ( L ×L ) .   T h e   r ef lectio n   p ar a m eter   S1 1   an d   th e  tr an s m is s io n   co ef f icien t  o f   th e  FS S  r ef lecto r   ca n   b e  o b s er v ed   in   Fig u r e  4 .   T h e  FS S  co m p r is es  an   8 ×8   a r r ay   o f   ce lls ,   ea ch   m ea s u r in g   8 0 ×8 0   m m ,   with   a  p e r io d ici ty   o f   1 0   m m .   T h e   d im en s io n s   o f   th e   ce lls   o th er   t h an   th e  p er io d icity   m atch   th o s e  o f   th e  e n tire   ar r a y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 4 4 5 - 6 4 5 4   6448           Fig u r e  3 .   Desig n   FS S p r o p o s e d   Fig u r e  4 .   R ef lectio n   S1 1   an d   tr an s m is s io n   S2 1 co ef f icien t  o f   FS S       3.   RE SU L T   AND  DI SCUS SI O N   T h is   s ec tio n   p r esen ts   a  th o r o u g h   ex am i n atio n   o f   th e  r e f le ctio n   co ef f icien ts ,   r ad iatio n   p atter n ,   an d   g ain   o f   th e   p atc h   an te n n a.   T h e  p lace m e n t  o f   a n   FS S  ar r a y   b e h in d   th e  a n ten n a   is   s h o wn   in   Fig u r e  5 .   Fo r   o p tim al  r ef lectio n ,   th e   d is tan c e  b etwe en   th e   p r o p o s ed   an ten n a  an d   th e   FS S  ar r ay   s h o u ld   b e  λ /2 ,   wh er e   λ   is   th e   wav elen g th   co r r esp o n d in g   t o   t h e  r eso n an t  f r eq u en cy   o f   5 . 9   GHz   at  th e  ce n ter .   T h e  p atch   an ten n a  em its   a  wav e  th at  r ad iates  b o th   u p war d s   f r o m   th e  p atch   a n d   d o wn war d s   th r o u g h   th e  p ar tial  g r o u n d   p la n e.   A  r ef lecto r   m ad e  o f   FS S  ce lls   is   p l ac ed   at  a  d is tan ce   o f   λ /2   f r o m   th e  an ten n a,   wh ic h   r ed ir ec ts   th e  d o wn war d   wav e  b ac k   to   th e  an te n n a,   ac tin g   as  an   ad d itio n al  s o u r ce   o f   em is s io n .   T h er ef o r e,   two   wav es  ar e  co m b in ed   with in   th e  an ten n a:  th e  p r im ar y   wa v e  f r o m   th e  p atc h   an d   t h e  s ec o n d ar y   wav e  f r o m   th e   r ef lecto r ,   w h ich   tr a v els  a  d is tan ce   o f   λ   af ter   r ef lectio n .   T h es e  wav es  ar e  in   p h ase  an d   in ter f er e  co n s tr u ctiv ely .   As  a  r esu lt,  th e  r ad iatio n   p atter n   s h if ts ,   b ec o m in g   o m n i d ir ec tio n al  ab o v e  th e  p atc h .   T h is   en h an ce m en t   co n tr ib u tes  to   im p r o v e   b o th   t h e  an ten n a' s   d ir ec tiv ity   an d   g ain .   Fu r th e r m o r e ,   wh e n   th e   a n ten n a  is   i n teg r ated   in to   an   elec tr o n ic  cir cu it,  it a ls o   f u n ctio n s   as a n   elec tr o m a g n etic  s h ield   f o r   th e  g r o u n d   p lan e.   Fig u r e  6   illu s tr ates  th e  r e f lectio n   co ef f icien t  ( S1 1 )   o f   th e  p r o p o s ed   a n ten n a,   b o t h   with   a n d   with o u t   FS S  th e  co n f o r m al  r ef lecto r .   T h e  f ig u r e  clea r ly   s h o ws  a  s ig n if ican t  ch an g e  in   th e  in p u t  r e f lectio n   co ef f icien t   v alu e,   with   an   en h an ce m e n t  f r o m   - 2 8 . 3 5   d B   to   - 3 8 . 1 3   d B   at  a  f r eq u en cy   o f   5 . 9   GH z.   Ad d itio n ally ,   th e   an ten n a' s   - 1 0   d B   b an d wid th ,   wh ich   is   ce n ter ed   ar o u n d   th e  5 . 9   GHz   f r eq u en cy ,   m ea s u r es  2 3 0 . 9 4   MH z.   T h is   n ar r o wer   b an d wid th   o f f er s   s p ec if ic  ad v a n tag es  f o r   v e h ic le - to - v eh icle  ( V2 V)   co m m u n icatio n   with in   th e   d ed icate d   s h o r t - r an g e   co m m u n icatio n   ( DSR C )   s y s tem   f r eq u en cy .     Fig u r es  6 ,   7 ,   an d   8   d ep ict  th e  s im u latio n   o u tco m es  f o r   th e  a n ten n a' s   g ain ,   r ef lectio n   co ef f i cien t,  an d   r ad iatio n   p atter n .   A  t h o r o u g h   an aly s is   is   co n d u cted   b y   co m p ar in g   th e   p ar am eter s   ac q u ir e d   with   an d   with o u t   th e  FS S  r ef lecto r   at  p h i=0 °  a n d   p h i=9 0 °.   T h e   f in d in g s   r ev ea l  th at  th e   p r esen ce   o f   th e   FS S  r ef lecto r   ar r a y   p o s itio n ed   b eh i n d   th e  a n ten n a  d o es  n o t  ex er t  a  s u b s tan tial  in f lu en ce   o n   th e   an ten n a' s   tr an s m is s io n   co ef f icien t.   Mo r eo v er ,   it e n s u r es a   co m m e n d ab le  im p e d an ce   a d ap tatio n   t h r o u g h o u t th e  en tire   f r eq u en c y   r an g e .     Fig u r es  7 ( a)   an d   ( b )   g en er ated   at  p h i=0 °  an d   p h i=9 0 °  r esp ec tiv ely ,   d em o n s tr ate  th e  en h an ce m en t  o f   th e  r ad iatio n   p atter n   b o th   with   an d   with o u t  th e   ap p licati o n   o f   FS S.  T h ese  f ig u r es  al s o   s u g g est  th at  th e   in co r p o r atio n   o f   FS S  co u ld   p o ten tially   lead   to   a  m o r e  f o c u s ed   r ad iatio n   p atter n .   T h is   co u ld   b e   p ar ticu lar ly   b en ef icial  in   e n v ir o n m en ts   wi th   h ig h   lev els  o f   in ter f er e n ce ,   th er eb y   im p r o v in g   th e  r eliab ilit y   an d   ef f icien cy   o f   V2 V  co m m u n icatio n s .   Fig u r e  8   s h o ws  th e  3 D  r ad iatio n   p atter n   o f   th e  p atch   an te n n a  with   th e  FS S  r ef lecto r   lay er ,   p r o v id in g   a  co m p r eh en s iv e   v iew   o f   h o w  th e  a n ten n a   r ad iates  e n er g y   in   d if f er e n t  d ir ec tio n s .   T h is   v is u aliza tio n   clea r ly   d em o n s tr ates  th e  in f lu e n ce   o f   th e  FS S  r ef lecto r   lay er   o n   t h e  an ten n a' s   r ad iatio n   ch ar ac te r is tics .   T h e  p atter n   r ev ea ls   en h an ce d   d i r ec tiv ity   a n d   g ai n   in   t h e  d esire d   d ir ec ti o n ,   wh ic h   is   a  d i r ec t  r esu lt  o f   th e  FS S  r ef lecto r ' s   ab ilit y   to   r ed ir ec t a n d   f o cu s   th e  elec tr o m ag n etic  wav es e m itt ed   b y   t h e  p atch   a n ten n a.     Fig u r e  9   illu s tr ates  a  co n tr ast  i n   th e  en h an ce m en ts   ac h iev ed   in   two   s ce n ar io s ,   o n e  with   th e  in clu s io n   o f   a n   FS S  r ef lecto r   an d   t h e  o th er   with o u t.  Up o n   in teg r atin g   th e   an ten n a  with   th e  r ef lect o r ,   t h e  g ai n   o f   t h e  an ten n a  e x p er ien ce s   a  n o tab l e  im p r o v em en t,   r is in g   f r o m   3 . 9   d B   to   5 . 4 7   d B ,   wh ic h   is   th e  p ea k   g ain   at   a  f r eq u e n cy   o f   5 . 9   GHz .   C o n s eq u en tly ,   th e  an ten n a’ s   g ain   is   en h an ce d   a n d   th e  r em ai n in g   ch ar ac ter is tics   r em ain   u n alter ed .   As d ep icted   in   Fig u r e  1 0 ,   th e  p atch   an ten n a  e q u ip p e d   with   a  FS S d em o n s tr ates  s u p er io r   p e r f o r m a n ce   co m p ar ed   t o   co n v e n tio n al  d esig n s .   W ith in   its   o p er ati o n al  f r eq u en cy   b an d ,   th is   ad v an ce d   a n ten n a   co n f ig u r atio n   ac h ie v es  an   ef f i cien cy   ex ce ed in g   6 7 . 1 3 %,  in d icatin g   its   h ig h   ef f ec tiv en ess   in   co n v e r tin g   in p u t   p o wer   to   r a d iated   p o we r .   T h is   r em ar k ab le  e f f icien cy   is   a  d ir ec t  r esu lt  o f   th e  FS S  in teg r atio n ,   wh ich   e n h an ce s   th e  an ten n a' s   ab ilit y   to   f o cu s   e lectr o m ag n etic  en e r g y   i n   th e  d esire d   d ir ec tio n   wh ile  m in i m izin g   lo s s es.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Desig n   a n d   e n h a n ce men t o f  micro s tr ip   p a tch   a n ten n a   w ith   fr eq u en cy   s elec tive  s u r fa ce   …   ( I kra m  Tr o u d i )   6449   Fig u r e  1 1   s h o ws  th at  th e  v o lt ag e  s tan d in g   wa v e  r atio   ( VSW R )   f o r   th e  p atch   an ten n a   w ith   FS S  i s   1 . 0 2 5   at  a   f r eq u en cy   o f   5 . 9 2   GHz .   T h is   v alu e,   b ein g   less   th an   2 ,   in d icate s   a   g o o d   im p ed an ce   m atch   b etwe en   th e  f ee d   lin e   an d   t h e  an ten n a.   T h is   ef f icien t  m atch in g   en s u r es  o p tim al  p o wer   t r an s f er ,   th e r eb y   en h an cin g   th e   an ten n a’ s   p er f o r m a n ce .               Fig u r e  5 .   Sid e  p r o f ile  o f   an te n n a  with   FS S r ef lecto r   Fig u r e  6 .   S1 1 with   an d   with o u t   FS S           ( a)   ( b )     Fig u r e  7 .   R ad iatio n   p atter n   o f   an ten n a   ( a )   Ph i=0   an d   ( b )   Ph i =9 0 °           Fig u r e  8 .   3 D  r ad iatio n   p atter n   o f   an ten n a  with   FS S   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 4 4 5 - 6 4 5 4   6450       Fig u r e  9 .   An te n n a  g ai n   ev alu a tio n : im p ac t o f   FS S           Fig u r e  1 0 .   E f f icien c y   o f   p atch   an ten n a  with   FS S           Fig u r e  1 1 .   VSW R   f o r   p atch   an ten n a  with   FS S       Fig u r e  1 2   illu s tr ates  th e  f ar - F ield   ch ar ac ter is tics   at  5 . 9   GH z,   with   s u b f ig u r es  s h o win g   t h e  elec tr ic   f ield   ( E - f ield )   a n d   m a g n etic  f ield   ( H - f ield )   d is tr ib u tio n s .   Fi g u r e  1 2 ( a)   d e p icts   th e  E - f ield   p atter n   i n   th e   f ar - f ield   r eg i o n ,   p r o v id in g   in s ig h t  in to   t h e  an te n n a' s   elec tr ic  f ield   r a d iatio n   c h ar ac ter is tics   at  th e  s p ec if ied   f r eq u e n cy .   C o m p lem e n tin g   th is ,   Fig u r e  1 2 ( b )   r ep r esen ts   th e  H - f ield   p atter n ,   wh ich   o f f er s   in f o r m atio n   ab o u t   th e  m ag n etic  f ield   d is tr ib u tio n   in   th e  f ar - f ield .   T h ese  f ar - f ield   p atter n s   ar e  cr u cial  f o r   u n d er s tan d in g   th e  an ten n a' s   r ad iatio n   b eh av io r ,   d ir ec tiv ity ,   an d   o v er all  p er f o r m an ce   at  th e  5 . 9   GHz   f r eq u en cy ,   wh ich   is   p ar ticu lar ly   r elev an t  f o r   v eh icl e - to - v eh icle  ( V2 V)   c o m m u n ic atio n   ap p licatio n s .   B y   an aly zi n g   b o th   th e   E - f ield   an d   H - f ield   p atter n s   to g eth er ,   en g in ee r s   ca n   g ai n   a  co m p r e h en s iv e  u n d e r s tan d in g   o f   th e  an ten n a' s   r ad iatio n   ch ar ac ter is tics   an d   m ak e  in f o r m ed   d ec is io n s   ab o u t its   s u itab ilit y   f o r   s p ec if ic  co m m u n icatio n   s ce n ar io s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Desig n   a n d   e n h a n ce men t o f  micro s tr ip   p a tch   a n ten n a   w ith   fr eq u en cy   s elec tive  s u r fa ce   …   ( I kra m  Tr o u d i )   6451       ( a)   ( b )     Fig u r e  1 2 .   f ar - Field   ( a )   E - f ield   an d   ( b )   H - f ield   at  5 . 9   GHz       4.   VALI DAT I O N  RE SU L T S  WI T H   AD S   I n   th is   s ec tio n ,   we  p r esen t  th e   r esu lts   o f   th e  v alid atio n   o f   a  p atch   an ten n a  an d   a  FSS   u s in g   th e  ADS   s o f twar e.   T h e  m ain   o b jectiv e   o f   th is   v alid atio n   is   to   v er if y   th e  p er f o r m an ce   an d   e f f icien cy   o f   th e  d esig n ed   an ten n a  an d   FS S.  ADS,   as  a  cu ttin g - ed g e   elec tr o m ag n etic  s im u latio n   to o l,  allo ws  u s   to   an aly ze   in   d etail  th e   ch ar ac ter is tics   o f   th e  an ten n a   an d   th e   FS S,  in clu d in g   t h e   S - p ar am eter s .   T h e   r esu lts   o b tain ed   f r o m   th ese  s im u latio n s   p r o v id e   u s   with   v alu ab le  in f o r m atio n   ab o u t  t h e  b eh a v io r   o f   th e   an ten n a  an d   th e  FS S  u n d er   v ar io u s   co n d itio n s ,   th u s   h el p in g   u s   to   o p tim ize  th eir   d esig n   f o r   m ax im u m   p e r f o r m an ce .     4 . 1 .    P a t ch  a nte nn a   wit h AD S   I n   Fig u r e  1 3 ,   th e   eq u iv ale n t  cir cu it  o f   a   5 . 9   GHz   m icr o s tr ip   p atch   an ten n a,   as  r ep r esen ted   in   th e  ADS   p latf o r m ,   is   d ep icted .   T h is   f ig u r e   also   i n clu d es  a   s cr e en   s n ap s h o t   o f   th e   eq u iv alen t   cir cu it  o f   th e  f ee d   lin e,   wh ich   is   a  r ea l  tr an s m is s io n   lin e  in   th e  ADS   p latf o r m .   T h e   co n s tr u ctio n   o f   th ese   eq u iv alen t  cir cu its   n ec ess itates  v ar io u s   p ar am eter s   s u ch   as  r esis tan ce   ( R ) ,   c ap ac itan ce   ( C ) ,   i m p ed an ce   ( Z ) ,   an d   f r eq u en c y   ( F).   T h ese  p ar am eter s   ar e  i n teg r al  to   th e   d esig n   o f   th e  e q u iv alen t  cir cu it  o f   b o th   th e  p atch   an d   th e  f ee d lin e   o f   th e   m icr o s tr ip   p atch   an te n n a  ( as  s h o wn   in   Fig u r e  1 ) .   T h e  in d iv id u al  eq u iv ale n t  cir cu its   o f   th e  p atch   an d   th e   f ee d lin e  ar e  s u b s eq u en tly   in te r co n n ec ted   to   f o r m   th e   co m p r eh en s iv e  s ch em atic  o f   th e  p a tch   an ten n as.  T h is   s ch em atic  p r o v id es a   h o lis tic  v iew  o f   th e  a n ten n a’ s   d esig n   a n d   f u n ctio n ality .   Fig u r e  1 3   illu s tr ates  th e  e q u i v alen t  cir cu it   an d   r ef lectio n   co ef f icien t  o f   t h e  a n ten n a.   Fig u r e  1 3 ( a )   s h o ws  th e  eq u i v alen t  cir c u it  o f   th e   an ten n a,   wh ile   Fig u r e  1 3 ( b )   d is p lay s   th e   co m p ar is o n   o f   th e  r ef lectio n   co ef f icien t  ( S1 1 )   f o r   th e   an te n n a.   I n   Fig u r e   1 3 ( b ) ,   th e  b lu e  lin e  d ep icts   th e  o u tco m es  o b tain ed   f r o m   C ST  elec tr o m ag n etic  s im u latio n s ,   wh ich   tak e  in to   ac co u n t  th e  i n tr icate   n atu r e  o f   th e   an ten n a' s   b eh av io r .   On   th e   o th er   h a n d ,   t h e  r e d   lin e  r e p r e s en ts   th e  cir cu it  eq u iv alen t   m o d el  in   ADS,   wh ich   s im p lifie s   th e  an ten n a  i n to   a   cir cu it  with   eq u iv alen t  c h ar ac ter is tics .   T h e  s tr o n g   ag r ee m en t  b etwe en   th ese  two   lin es  co n f ir m s   th e  p r ec is io n   o f   th e  cir c u it m o d el,   f ac ilit atin g   d ep e n d ab le  d esig n   an d   en h a n ce m en t o f   th e  an ten n a' s   p er f o r m an ce .           ( a)   ( b )     Fig u r e  1 3 .   E q u iv alen t c ir cu it a n d   r ef lectio n   co ef f icien t o f   t h e   an ten n a:  ( a )   eq u i v alen t c ir cu it   o f   an ten n a  an d   ( b )   r ef lectio n   co ef f icien t o f   an ten n a       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 4 4 5 - 6 4 5 4   6452   4 . 2 .     F SS   wit h AD S   T h e  eq u iv alen t  cir cu it  m o d el   o f   FS S  ca n   b e  d esig n ed   u s i n g   b o th   ADS  an d   C ST  s o f t war e.   T h e   eq u iv alen t c ir cu it m o d el  f o r   FS Ss   ca n   b e  d ed u ce d   an d   its   im p ed an ce   ca lcu lated .   T h e  cir cu i t a p p r o ac h   is   b ased   o n   an   e q u iv alen t r ep r esen tatio n   o f   th e   FS Ss   with   s er ies  o r   s h u n t  co n n ec tio n s   o f   in d u cta n ce s   an d   ca p ac itan ce s .   Fig u r e  1 4   illu s tr ates  th e  eq u iv alen t  cir cu it  an d   r ef lectio n   co ef f icien t  o f   th e  FS S.  Fig u r e  1 4 ( a)   s h o ws  th e   eq u iv alen t c ir cu it o f   th e  FS S,  wh ile  Fig u r e  1 4 ( b )   d is p lay s   th e  co m p ar is o n   o f   r ef lectio n   co e f f icien t  f o r   th e  FS S   b etwe en   C ST  an d   cir c u it  eq u i v alen t  with   ADS.   T h e   r esu lts   o b tain ed   f r o m   th e  ADS  s im u l atio n ,   as  s h o wn   in   Fig u r e  1 4 ( b ) ,   ar e  ac cu r ate  u p   to   th e  r eso n an t  f r eq u e n cy   r e g io n   o f   th e  elem en t.  B o th   lin es  in   Fig u r e  1 4 ( b )   s h o w  s im ilar   tr en d s .   T h ey   d escen d   s h ar p ly   ar o u n d   5 . 9   GHz   to   r ea ch   th eir   m in im u m   v al u es  n ea r   - 5 5   d B   an d   th en   ascen d .   T h is   s u g g ests   th at  th e  r ef lectio n   co ef f icien ts   f o r   FS S  b etwe en   th e  two   m eth o d s   ( C ST  an d   ADS)   ar e  s im ilar   in   p er f o r m an ce   ac r o s s   d if f er en t f r e q u en cies.           ( a)   ( b )     Fig u r e  1 4 .   E q u iv alen t c ir cu it a n d   r ef lectio n   co ef f icien t o f   FS S: ( a)   eq u iv alen t c ir c u it o f   FS S a n d   ( b )   r ef lectio n   co ef f icien t o f   FS S       4 . 3 .     Ant enna   pa t ch  wit h F SS   im plem ent ed  in ADS   Fig u r e  1 5   p r esen ts   th e  eq u iv a len t  cir cu it  an d   r ef lectio n   co e f f icien t  an aly s is   o f   a  p atch   an ten n a  with   FS S.  e  u tili ze d   t wo   s im u latio n   m eth o d s ,   C ST  an d   ADS,   to   a n aly ze   a  p atch   an ten n a  with   an   FS S.  Fig u r e  1 5 ( a)   s h o ws  th e  eq u iv alen t  cir cu it o f   th e  an ten n a  with   FS S,  wh ile  Fig u r e  1 5 ( b )   d is p lay s   th e  r ef le ctio n   co ef f icien t o f   th e  an ten n a  with   FS S.  T h e  r esu lts   o b tain ed   wer e  co n s is ten t  ac r o s s   b o th   m eth o d s ,   in d icatin g   a  h ig h   r eliab ilit y   o f   o u r   s im u latio n s .   T h is   also   d em o n s tr ates  th e   ac cu r ac y   o f   th e  m o d els  u s ed   in   b o th   s y s t em s   to   p r ed ict  t h e  b eh av io r   o f   th e  p atch   an ten n a   with   FS S.  I n   s u m m ar y ,   o u r   wo r k   h as  v alid ated   th e  ef f ec ti v en ess   o f   u s in g   C S T   an d   ADS  f o r   th e   s im u latio n   o f   p atch   an ten n as with   FS S.           ( a)   ( b )     Fig u r e  1 5 .   E q u iv alen t c ir cu it a n d   r ef lectio n   co ef f icien t a n aly s is   o f   p atch   an ten n a   with   FS S:   ( a)   eq u iv alen t  cir cu it o f   an te n n a  with   FS S; ( b )   r ef lectio n   co ef f icie n t o f   a n ten n a  with   FS S       5.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap er ,   th e  s tu d y   ef f ec tiv ely   em p lo y e d   a  FSS   r ef lect o r   to   b o o s t  th e  g ain   o f   an ten n as  tailo r ed   f o r   v e h icle - to - v e h icle  co m m u n icatio n s .   I n teg r atin g   th e   an t en n a  with   FS S  r esu lted   in   a   g ain   en h an ce m e n t  f r o m   3 . 9   to   5 . 4   d B   at  5 . 9   GHz ,   with   th e  b an d wid th   e x ten d in g   to   2 3 0 . 9 4   MH z.   No tab l y ,   th e  FS S  r ef lecto r   h ad   m in im al  im p ac t  o n   th e  an te n n a' s   tr an s m i s s io n   co ef f icien t,  en s u r in g   co n s is ten t  im p ed an c e  ad ap tatio n   ac r o s s   th e  f r eq u e n cy   b an d .   T h ese  f in d in g s   u n d er s co r e  th e  p r o m is in g   p o ten tial  o f   FS S  in   en h an cin g   an ten n a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Desig n   a n d   e n h a n ce men t o f  micro s tr ip   p a tch   a n ten n a   w ith   fr eq u en cy   s elec tive  s u r fa ce   …   ( I kra m  Tr o u d i )   6453   p er f o r m an ce   f o r   V2 V  ap p licatio n s .   Fu r th er m o r e,   wh en   v alid atin g   th ese  r esu lts   u s in g   an   e q u iv alen t  cir cu it,   we  o b tain ed   th e   s am e  o u tco m es,  r ein f o r cin g   th e  r eliab ilit y   a n d   a cc u r ac y   o f   o u r   s tu d y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   M .   A z i z ,   A .   El   H a ssa n ,   M .   H u ss e i n ,   E .   Z a n e l d i n ,   A .   H .   A l - M a r z o u q i ,   a n d   W .   A h me d ,   “ C h a r a c t e r i s t i c s o f   a n t e n n a   f a b r i c a t e d   u si n g   a d d i t i v e   ma n u f a c t u r i n g   t e c h n o l o g y   a n d   t h e   p o t e n t i a l   a p p l i c a t i o n s , ”   H e l i y o n ,  v o l .   1 0 ,   n o .   6 ,   M a r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e l i y o n . 2 0 2 4 . e 2 7 7 8 5 .   [ 2 ]   G .   C .   H u a n g ,   M .   F .   I sk a n d e r ,   M .   H o q u e ,   S .   R .   G o o d a l l ,   a n d   T .   B o c s k o r ,   “ A n t e n n a   a r r a y   d e si g n   a n d   s y s t e m  f o r   d i r e c t i o n a l   n e t w o r k i n g , ”   I EEE   An t e n n a s   a n d   W i re l e ss   Pr o p a g a t i o n   L e t t e rs ,   v o l .   1 4 ,   p p .   1 1 4 1 – 1 1 4 4 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / LA W P . 2 0 1 5 . 2 3 9 1 1 9 9 .   [ 3 ]   L.   C h e n g ,   K .   H u a n g ,   Y .   W a n g ,   a n d   F .   W u ,   “ D y n a m i c   t u n a b l e   d e f l e c t i o n   o f   r a d i a t i o n   b a se d   o n   e p s i l o n - n e a r - z e r o   m a t e r i a l , ”   Ph o t o n i c s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   6 ,   p .   6 8 8 ,   Ju n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / p h o t o n i c s 1 0 0 6 0 6 8 8 .   [ 4 ]   M .   B a y a t   a n d   J .   K h a l i l p o u r ,   “ A   h i g h   g a i n   mi n i a t u r i s e d   p a t c h   a n t e n n a   w i t h   a n   e p si l o n   n e a r   z e r o   su p e r s t r a t e , ”   Ma t e ri a l s  Re se a r c h   Ex p r e ss ,   v o l .   6 ,   n o .   4 ,   Ja n .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 2 0 5 3 - 1 5 9 1 / a a f c 4 6 .   [ 5 ]   C .   C h e n g ,   Y .   L u ,   D .   Z h a n g ,   F .   R u a n ,   a n d   G .   Li ,   “ G a i n   e n h a n c e me n t   o f   t e r a h e r t z   p a t c h   a n t e n n a s  b y   c o a t i n g   e p s i l o n - n e a r - z e r o   met a mat e r i a l s, ”   S u p e rl a t t i c e s  a n d   M i c ro st r u c t u res ,   v o l .   1 3 9 ,   M a r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s p m i . 2 0 2 0 . 1 0 6 3 9 0 .   [ 6 ]   G .   S i n g h   a n d   A .   P .   S i n g h ,   “ O n   t h e   d e v e l o p me n t   o f   a   m o d i f i e d   t r i a n g u l a r   p a t c h   a n t e n n a   a r r a y   f o r   4 . 9   G H z   p u b l i c   saf e t y   W LA N , ”   Ad v a n c e d   El e c t ro m a g n e t i c s ,   v o l .   8 ,   n o .   4 ,   p p .   2 4 – 3 1 ,   S e p .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 7 7 1 6 / a e m. v 8 i 4 . 1 0 9 1 .   [ 7 ]   S .   A k i n o l a ,   I .   H a sh i m u ,   a n d   G .   S i n g h ,   “ G a i n   a n d   b a n d w i d t h   e n h a n c e me n t   t e c h n i q u e s  o f   m i c r o st r i p   a n t e n n a :   a   t e c h n i c a l   r e v i e w , ”   i n   Pr o c e e d i n g s   o f   2 0 1 9   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   K n o w l e d g e   Ec o n o m y ,   I C C I K E   2 0 1 9 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   p p .   1 7 5 – 1 8 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C I K E 4 7 8 0 2 . 2 0 1 9 . 9 0 0 4 2 7 8 .   [ 8 ]   W .   E l   M a y ,   I .   S f a r ,   J.  M .   R i b e r o ,   a n d   L.   O sm a n ,   “ A   mi l l i me t e r - w a v e   t e x t i l e   a n t e n n a   l o a d e d   w i t h   EB G   st r u c t u r e s  f o r   5 G   a n d   I o T   a p p l i c a t i o n s, ”   2 0 1 9   I EEE   1 9 t h   Me d i t e rr a n e a n   M i c r o w a v e   S y m p o si u m   ( MM S ) ,   H a mm a me t ,   T u n i s i a ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 - 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M M S 4 8 0 4 0 . 2 0 1 9 . 9 1 5 7 2 7 8 .   [ 9 ]   Y .   A l n a i e m y   a n d   L.   N a g y ,   “ I mp r o v e d   a n t e n n a   g a i n   a n d   e f f i c i e n c y   u s i n g   n o v e l   EB G   l a y e r , ”   i n   S O S E  2 0 2 0   -   I EE E  1 5 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o f   S y st e m   o f   S y st e m s   E n g i n e e r i n g ,   Pro c e e d i n g s ,   Ju n .   2 0 2 0 ,   p p .   2 7 1 – 2 7 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / S o S E5 0 4 1 4 . 2 0 2 0 . 9 1 3 0 4 9 4 .   [ 1 0 ]   S .   Ta r i q   e t   a l . ,   “ F r e q u e n c y   s e l e c t i v e   s u r f a c e s - b a s e d   mi n i a t u r i z e d   w i d e b a n d   h i g h - g a i n   mo n o p o l e   a n t e n n a   f o r   U W B   sy s t e ms , ”   A EU   -   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r o n i c s   a n d   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 7 0 ,   O c t .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e u e . 2 0 2 3 . 1 5 4 8 4 1 .   [ 1 1 ]   T.   Te w a r y ,   S .   M a i t y ,   A .   R o y ,   K .   M a n d a l ,   S .   K u n d u ,   a n d   S .   B h u n i a ,   “ D e s i g n   a n d   a n a l y s i s  o f   f r e q u e n c y   s e l e c t i v e   su r f a c e   e m b e d d e d   b r o a d b a n d   h i g h   g a i n   mi n i a t u r i z e d   a n t e n n a , ”   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   C o m m u n i c a t i o n   S y st e m s ,   v o l .   3 7 ,   n o .   8 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / d a c . 5 7 5 4 .   [ 1 2 ]   M .   S .   R a b b a n i   a n d   H .   G h a f o u r i - S h i r a z ,   “ D u a l   f r e q u e n c y   sel e c t i v e   s u r f a c e   h i g h   g a i n   a n t e n n a   w i t h   d e e p   r e s o n a n t   c a v i t y   a n d   E - f i e l d   r e f l e c t o r s , ”   Mi c ro w a v e   a n d   O p t i c a l   T e c h n o l o g y   L e t t e rs ,   v o l .   5 9 ,   n o .   1 1 ,   p p .   2 7 7 2 – 2 7 7 7 ,   A u g .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / mo p . 3 0 8 2 4 .   [ 1 3 ]   S .   K .   R .   V u y y u r u ,   R .   V a l k o n e n ,   D .   H .   K w o n ,   a n d   S .   A .   Tr e t y a k o v ,   “ Ef f i c i e n t   a n o ma l o u s  r e f l e c t o r   d e si g n   u s i n g   a r r a y   a n t e n n a   sca t t e r i n g   s y n t h e si s , ”   I E EE  A n t e n n a s  a n d   W i re l e ss  Pro p a g a t i o n   L e t t e rs ,   v o l .   2 2 ,   n o .   7 ,   p p .   1 7 1 1 – 1 7 1 5 ,   Ju l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / LA W P . 2 0 2 3 . 3 2 6 0 9 2 0 .   [ 1 4 ]   A .   K a p o o r ,   R .   M i s h r a ,   a n d   P .   K u mar ,   “ F r e q u e n c y   se l e c t i v e   s u r f a c e s   a s  s p a t i a l   f i l t e r s:   F u n d a m e n t a l s,  a n a l y si s   a n d   a p p l i c a t i o n s ,”  Al e x a n d ri a   E n g i n e e ri n g   J o u rn a l ,   v o l .   6 1 ,   n o .   6 ,   p p .   4 2 6 3 – 4 2 9 3 ,   J u n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e j . 2 0 2 1 . 0 9 . 0 4 6 .   [ 1 5 ]   A .   G h a n e i z a d e h ,   M .   Jo o d a k i ,   J.   B o r c so k ,   A .   G o l m a k a n i ,   a n d   K .   M a f i n e z h a d ,   “ A n a l y si s,  d e s i g n ,   a n d   i mp l e m e n t a t i o n   o f   a   n e w   e x t r e me l y   u l t r a t h i n   2 - D - i s o t r o p i c   f l e x i b l e   e n e r g y   h a r v e s t e r   u si n g   s y mm e t r i c   p a t c h   F S S , ”   I EEE  T r a n sa c t i o n s  o n   Mi c ro w a v e   T h e o ry  a n d   T e c h n i q u e s ,   v o l .   6 8 ,   n o .   6 ,   p p .   2 1 0 8 – 2 1 1 5 ,   J u n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TM TT. 2 0 2 0 . 2 9 8 2 3 8 6 .   [ 1 6 ]   L.   C h o u i k h i ,   C .   Es si d ,   a n d   H .   S a k l i ,   “ G a i n   e n h a n c e me n t   o f   mo n o p o l e   a n t e n n a   u s i n g   p a r t i a l l y   r e f l e c t i v e   su r f a c e   f o r   5 G   a p p l i c a t i o n , ”   i n   P ro c e e d i n g s   -   S T A   2 0 2 0 :   2 0 2 0   2 0 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S c i e n c e s   a n d   T e c h n i q u e s  o f   A u t o m a t i c   C o n t r o l   a n d   C o m p u t e r E n g i n e e ri n g ,   D e c .   2 0 2 0 ,   p p .   3 0 1 – 3 0 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / S TA 5 0 6 7 9 . 2 0 2 0 . 9 3 2 9 2 9 0 .   [ 1 7 ]   M .   D a g h a r i   a n d   H .   S a k l i ,   “ R a d i a t i o n   p e r f o r ma n c e   e n h a n c e m e n t   o f   a n   u l t r a   w i d e   b a n d   a n t e n n a   u si n g   m e t a m a t e r i a l   b a n d - p a ss   f i l t e r , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   E l e c t ri c a l   a n d   C o m p u t e r  E n g i n e e ri n g   ( I J EC E) ,   v o l .   1 0 ,   n o .   6 ,   p p .   5 8 6 1 – 5 8 7 0 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 1 0 i 6 . p p 5 8 6 1 - 5 8 7 0 .   [ 1 8 ]   M .   D a g h a r i   a n d   H .   S a k l i ,   “ A n t e n n a   r a d i a t i o n   p e r f o r ma n c e   e n h a n c e me n t   u s i n g   me t a m a t e r i a l   f i l t e r   f o r   v e h i c l e   t o   v e h i c l e   c o mm u n i c a t i o n s   a p p l i c a t i o n s, ”   Ad v a n c e s   i n   S c i e n c e ,   T e c h n o l o g y   a n d   E n g i n e e ri n g   S y s t e m s ,   v o l .   5 ,   n o .   2 ,   p p .   3 4 4 – 3 5 0 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 2 5 0 4 6 / A J 0 5 0 2 4 5 .   [ 1 9 ]   R .   Y a h y a ,   A .   N a k a m u r a ,   a n d   M .   I t a m i ,   “ U l t r a - w i d e b a n d   F S S - b a se d   a n t e n n a s , ”   i n   U WB   T e c h n o l o g y   a n d   i t s  Ap p l i c a t i o n s ,  I n t e c h O p e n ,   2 0 1 9 .   [ 2 0 ]   P .   D a s ,   K .   M a n d a l ,   a n d   A .   La l b a k h s h ,   “ B e a m - st e e r i n g   o f   mi c r o st r i p   a n t e n n a   u si n g   si n g l e - l a y e r   F S S   b a s e d   p h a se - sh i f t i n g   s u r f a c e , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   RF   a n d   Mi c r o w a v e   C o m p u t e r - A i d e d   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   3 2 ,   n o .   3 ,   D e c .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / mm c e . 2 3 0 3 3 .   [ 2 1 ]   N .   P r a sa d ,   P .   P a r d h a sar a d h i ,   B .   T.   P .   M a d h a v ,   T.   I sl a m ,   S .   D a s,   a n d   M .   E l   G h z a o u i ,   “ R a d i a t i o n   p e r f o r m a n c e   i mp r o v e m e n t   o f   a   st a i r c a se   s h a p e d   d u a l   b a n d   p r i n t e d   a n t e n n a   w i t h   a   f r e q u e n c y   s e l e c t i v e   su r f a c e   ( F S S )   f o r   w i r e l e ss   c o mm u n i c a t i o n   a p p l i c a t i o n s, ”   Pro g ress   in   E l e c t r o m a g n e t i c s   Re se a r c h   C ,   v o l .   1 3 7 ,   p p .   5 3 – 6 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / P I ER C 2 3 0 7 2 4 0 2 .   [ 2 2 ]   S .   K .   D a s ,   B .   C h a mp a g n e ,   I .   P s a r o mi l i g k o s ,   a n d   Y .   C a i ,   “ A   s u r v e y   o n   f e d e r a t e d   l e a r n i n g   f o r   r e c o n f i g u r a b l e   i n t e l l i g e n t   met a s u r f a c e s - a i d e d   w i r e l e ss  n e t w o r k s,”   I EEE   O p e n   J o u r n a l   o f   t h e   C o m m u n i c a t i o n s   S o c i e t y ,   v o l .   5 ,   p p .   1 8 4 6 – 1 8 7 9 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / O JC O M S . 2 0 2 4 . 3 3 7 8 2 6 6 .   [ 2 3 ]   V .   M i sh r a ,   M .   P .   A b e g a o n k a r ,   L.   K u r r a ,   a n d   S .   K .   K o u l ,   “ A   c o n f i g u r a t i o n   o f   F S S   a n d   m o n o p o l e   p a t c h   a n t e n n a   f o r   b i d i r e c t i o n a l   g a i n   e n h a n c e me n t   a p p l i c a t i o n s, ”   i n   2 0 1 8   I EEE  I n d i a n   C o n f e re n c e   o n   A n t e n n a s  a n d   P ro p o g a t i o n   ( I n C AP) ,   D e c .   2 0 1 8 ,   p p .   1 – 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I N C A P . 2 0 1 8 . 8 7 7 0 7 8 1 .   [ 2 4 ]   T.   Te w a r y ,   S .   M a i t y ,   A .   R o y ,   a n d   S .   B h u n i a ,   “ W i d e   b a n d   mi c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   w i t h   e n h a n c e d   g a i n   u s i n g   F S S   st r u c t u r e , ”   J o u rn a l   o f   M i c r o w a v e s,   O p t o e l e c t r o n i c s   a n d   El e c t r o m a g n e t i c   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   2 2 ,   n o .   2 ,   p p .   3 2 9 – 3 4 5 ,   Ju n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 5 9 0 / 2 1 7 9 1 0 7 4 2 0 2 3 V 2 2 I 2 2 7 3 3 3 3 .   [ 2 5 ]   S .   P .   L a v a d i y a   e t   a l . ,   “ D e si g n   a n d   v e r i f i c a t i o n   o f   n o v e l   l o w - p r o f i l e   m i n i a t u r i z e d   p a t t e r n   a n d   f r e q u e n c y   t u n a b l e   mi c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   u si n g   t w o   P I N   d i o d e s, ”   Br a zi l i a n   J o u r n a l   o f   P h y s i c s ,   v o l .   5 1 ,   n o .   5 ,   p p .   1 3 0 3 – 1 3 1 3 ,   A u g .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 3 5 3 8 - 021 - 0 0 9 5 1 - 2.   [ 2 6 ]   H .   C h e m k h a   a n d   A .   B e l k a c e m ,   “ D e si g n   o f   n e w   i n se t   f e d   r e c t a n g u l a r   mi c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   w i t h   i mp r o v e d   f u n d a me n t a l   p a r a m e t e r s,”   i n   2 0 2 0   I EEE   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   D e s i g n   &   T e s t   o f   I n t e g r a t e d   Mi c ro   &   N a n o - S y st e m s   ( D T S ) ,   J u n .   2 0 2 0 ,   p p .   1 – 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / D TS 4 8 7 3 1 . 2 0 2 0 . 9 1 9 6 0 6 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 4 4 5 - 6 4 5 4   6454   B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        Ikra m   Tr o u d i           wa s  b o rn   in   G a fsa   Tu n isia,  in   1 9 9 5 .   A  P h . D .   stu d e n t  in   G e n ie  En g in e e rin g   a t  th e   Na ti o n a l  S c h o o l  o f  En g in e e rin g   o f  G a b e s  (ENIG ).   S h e   re c e iv e d   a   re se a rc h   m a ste r' s  d e g re e   in   e lec tro n ics   a n d   tele c o m m u n ica ti o n s  fro m   th e   Hig h e r  In stit u te  o f  Co m p u ter  S c ien c e   a n d   M u lt ime d ia  o f  G a b e s  (IS IM G ),   Tu n isia,  in   2 0 2 0 .   S h e   re c e iv e d   a   F u n d a m e n tal  li c e n se   in   sc ien c e   a n d   tec h n o lo g y   o f  in fo rm a ti o n   a n d   c o m m u n ica ti o n   fro m   th e   Hig h e r  In stit u te  o f  Ap p li e d   S c ien c e s  a n d   Tec h n o lo g y   o f  G a fsa   (IS S AT  G a f),   Tu n isia,  in   2 0 1 7 .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   ik ra m . tro u d i@isimg . tn .         Cho k r i  Ba c c o u c h           wa s  b o r n   in   G a b e s  Tu n isia,  i n   1 9 8 8 .   As sista n t  p r o fe ss o r  a t   P a ris  8   Un i v e rsity .   He   re c e iv e d   P h . D .   in   tele c o m m u n ic a ti o n s   fr o m   t h e   Na ti o n a l  S c h o o l   o f   En g i n e e rin g   o f  T u n is   (ENIT ),   Tu n isia  i n   2 0 1 8 .   He   re c e iv e d   t h e   n a t io n a l  d ip l o m a   in   e n g in e e rin g   tele c o m m u n ica ti o n s   a n d   n e two rk s  fr o m   t h e   Na ti o n a l  S c h o o l  o f  E n g in e e rin g   o f   G a b e s   (ENI G ),   Tu n isia,  in   2 0 1 2 .   Ou r  re se a rc h   wo rk s  i n   i n tern e t  o f  t h i n g s ,  a rti ficia l   in telli g e n c e ,   c o m m u n ica ti o n s  sy s tem s,  a n d   h a rv e stin g   e n e rg y .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   c h o k ri b a c c o u c h 1 3 @ g m a il . c o m .         Rha im i   Be lg a c e m   Chi b a n i           is  a n   a ss o c iate   p ro fe ss o r  in   C o m p u ter  S c ien c e s  a n d   In fo rm a ti o n   E n g i n e e rin g   ( CS IE ).   He   jo in e d   t h e   Na ti o n a l  En g in e e rin g   Hi g h   S c h o o l   a t  G a b e s  n a m e d   (ENIG )  wh e r e   h e   is  a c tu a ll y   e m p lo y e d   sin c e   S e p tem e r1 9 9 1 .   Afte r  a   d o c t o ra te  th e sis   e a rn e d   a t  th e   Na ti o n a l  En g in e e rin g   Hig h   S c h o o l  a t  Tu n is  (ENIT ) ,   h e   re c e iv e d   th e   P h . D.  d e g re e   fro m   ENIG ,   Un iv e rsity   o f  G a b e s,   Tu n isia  in   1 9 9 2 .   He   is  a   m e m b e r  o f  th e   Re se a rc h   Lab o ra to ry   M ACS  a t  ENIG   a s  a c ti v it ies   s u p e rv iso r   d e a li n g   wi th   sig n a l   p r o c e ss in g   a n d   c o m m u n ica ti o n s   re se a rc h   field .   Cu rre n tl y ,   h is   re se a rc h   a re a s  c o v e r  sig n a l   p ro c e ss in g   a n d   m o b il e   c o m m u n ica ti o n s .  He   c a n   b e   c o n ta c ted   a t  e m a il :   a b o u a h m e d 1 7 @g m a il . c o m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.