I n t e r n at ion al  Jou r n al   of   E lec t r ical  an d   Com p u t e r   E n gin e e r in ( I JE CE )   Vol.   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 ,   pp.   435 ~ 447   I S S N:  2088 - 8708 ,   DO I 10 . 11591/i jec e . v 15 i 1 . pp 4 35 - 447             435       Jou r n al  h omepage ht tp: // ij e c e . iaes c or e . c om   Pyr am id al  m i c r ow av e  ab so r b e r s:  l e v e r agi n g c e r a m ic  m a t e r ia ls   f or  i m p r ove d  e l e c t r om ag n e t ic  i n t e r f e r e n c e  sh i e ld in g       Nur  S h af ik a h   Ros li 1 ,   Has n ain   Abd u ll ah 1 ,   L in d a   M oh d   Kas im 1 ,   S a m ih ah   Abd u ll ah 1 ,   M oh d   Nas ir  T aib 2 S h af aq   M ar d h iyan M oh a m at   Kas im 1 ,   Nor h ay at M oh d   Noor 1 ,   Az izah  Ah m ad 1   1 C e nt r e  of  E le c tr ic a E ngi ne e r in g S tu di e s , U ni ve r s it T e knol ogi   M A R A ,   C a w a nga n P ul a u P in a ng, P ul a u P in a ng, M a l a ys ia   2 M a la y s ia  I ns ti tu te  of  T r a ns por ( M I T R A N S ) ,   U ni ve r s it T e kno lo gi  M A R A ,   S ha h A la m, S e la ngor , M a l a ys ia       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT     A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  J un  24,   2024   R e vis e S e 10,   2024   Ac c e pted  Oc 1,   2024       T h i s   s t u d y   p res e n t s   t h d e v el o p me n t   a n d   o p t i m i z at i o n   o p y ram i d a l   mi cro w av ab s o r b ers   d e s i g n e d   fo effi c i en t   el ect r o m ag n e t i i n t erfere n ce   (E MI)  red u ct i o n   i n   an ec h o i ch amb ers .   Bas ed   o n   p ri o r   res earch ,   t h i s   w o rk   t ran s i t i o n s   fro co n v en t i o n a l   fl at   ceme n t - car b o n   ab s o r b ers   t o   n o v e l   p y ram i d a l   d es i g n ,   i n c o rp o rat i n g   s i l i co n   carb i d (Si C)  a s   cerami mat er i al s .   In t r o d u ci n g   ceram i ma t eri a l s   i n t o   t h e   cemen t - carb o n   co mp o s i t a i ms   t o   en h a n ce  ab s o rp t i o n   acro s s   b r o ad er  freq u en c y   ran g w h i l mai n t ai n i n g   s t ru ct u ral   i n t e g ri t y .   T h s t u d y   e v al u at e s   fi v s et s   o p y ram i d a l   ab s o rb er s   w i t h   v ar y i n g   S i co n t e n t   w i t h i n   t h 1 1 2   G H fre q u en c y   ran g e.   Ref l ect i v i t y   p erfo rma n ce  w a s   as s es s ed   u s i n g   t h n av a l   res earc h   l a b o rat o ry   ( N RL )   A rc h   free  s p ace  met h o d   at   0 °  i n ci d en ce  an g l e.   A mo n g   t h t es t ed   ab s o rb er s ,   t h e   s et   c o n t ai n i n g   1 0 %   Si d emo n s t rat e d   s u p er i o p erf o rman ce,   ach i ev i n g   mi n i m u an d   max i m u refl ect i v i t y   v al u e s   o - 2 6 . 6 2 1 5   an d   - 5 5 . 2 7 5 2   d B,   res p ec t i v el y ,   p art i c u l ar l y   i n   t h C - b a n d .   T h fi n d i n g s   h i g h l i g h t   t h e   s i g n i f i ca n t   i mp ac t   o mat eri a l   co mp o s i t i o n   an d   p o ro s i t y   o n   t h ab s o rb er' s   effect i v en e s s ,   p ro v i d i n g   v al u ab l i n s i g h t s   fo t h fu t u re  d es i g n   o h i g h - p erfo rma n ce  E MI  ab s o r b ers .   K e y w o r d s :   C a r bon   C e r a mi c   E lec tr omagne ti c   int e r f e r e nc e   M icr owa ve   a bs or be r   S a wdus t   S il icon  c a r bide   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e.     C or r e s pon din A u th or :   Nur   S ha f ikah   R os li   C e ntr e   of   E lec tr ica E nginee r ing  S tud ies ,   Unive r s it T e knologi   M AR A   C a wa nga P ulau  P inang Ka mpung  T ok  E bot ,   135 00  P e r mata ng  P a uh ,   P ulau   P inang,   M a lays ia   E mail:   s ha f ikahr os li 99@gmail . c om       1.   I NT RODU C T I ON   E lec tr omagne ti c   int e r f e r e nc e   ( E M I )   is   the   tr a ns f e r   of   d is r upti ve   e lec tr omagne ti c   e ne r gy   be twe e e lec tr onic  de vice s ,   whic c a oc c ur   thr ough  r a diate d,   c onduc ted  pa thwa ys ,   or   both   [ 1] .   R a diate int e r f e r e nc e   oc c ur s   whe e lec tr omagne ti c   e ne r gy  ge ne r a ted  by   a   de vice   is   tr a ns mi tt e thr ough  s pa c e   to   a   r e c e pt or ,   while   c onduc ted  int e r f e r e nc e ,   on   the  other   ha nd,   ha ppe ns   whe e lec tr omagne ti c   e ne r gy  f r o a   de vice   is   t r a ns f e r r e to  a   r e c e ptor   via  c a bles   [ 1] .   M a gne ti c   pe r mea bil it a nd  e lec tr ic  pe r mi tt ivi ty  a r e   two  pr ope r ti e s   of   a bs or be r s .   I a e lec tr omagne ti c   wa ve ,   a   mate r ial's   pe r mea bil it de ter mi ne s   how  it   a f f e c ts   it s   magne ti c   c omponent,   while  it s   pe r mi tt ivi ty   de ter mi ne s   how  it   a f f e c ts   i ts   e lec tr ic  c omponent   [ 2 ] .   Die lec tr ic   pr ope r ti e s   e xplain  a   mate r ial's   be ha vior   a mi c r owa ve   f r e que nc ies   [ 2] [ 3] .   Va r ious   a bs or be r   types   a r e   of ten  ut i li z e d   in  e lec tr omagne ti c   c ompatibi li ty   ( E M C )   a ppli c a ti ons   ba s e on  f r e que nc r a nge   [ 4 ] ,   s uc a s   holl ow   py r a mi da a bs or be r s ,   pyr a mi da a bs or be r s ,   twis ted  pyr a mi d a a bs or be r s ,   f lat   a bs or be r s ,   we dge   a bs or be r s ,   m ult il a ye r   diele c tr ic  a bs or be r s ,   a nd  hyb r id  diele c tr ic   a bs or be r s   [ 5] .   I r e c e nt  ye a r s ,   the   c e ment - c a r bon  f lat   a bs or be r   h a s   ga ined  s igni f ica nt   a tt e nti on  wi thi n   the  r e s e a r c c omm unit y,   e mer ging  a s   a   pr o mi ne nt  mate r ial  of   int e r e s in  the  f ield  of   E M I   mi ti ga ti on .   I ts   gr owing   popular it c a n   be   a tt r ibut e d   to  it s   unique   c om bination  of   c os t - e f f e c ti ve ne s s ,   s tr uc tur a r obus tnes s ,   a nd  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   435 - 447   436   pr omi s ing  a bs or pti on   c ha r a c ter is ti c s .   R e s e a r c he r s   ha ve   inc r e a s ingl e xplor e d   it s   potential ,   r e c ogn izing  it s   c a pa bil it to  mee t   the  de manding   r e quir e ments   o f   moder E M I   r e duc ti on   a ppli c a ti ons .   De s pit e   the   pr omi s ing  r e s ult s   s hown  by  pr ior   r e s e a r c on  c e ment - c a r bon  c ompos it e   f lat  mi c r owa ve   a bs or be r s   in   a bs or bing  r a diation,   s e ve r a c ha ll e nge s   r e main.   C onve nti ona c e me nt - c a r bon  c ompos it e   mi c r owa ve   a bs or be r s   ha ve   be e e xtens ively  s tudi e due   to  their   f a vor a ble   mate r ial  pr ope r ti e s   a nd  c os t - e f f e c ti ve ne s s .   How e ve r ,   thes e   a bs or be r s   ha ve   pr e domi na ntl be e de s igned  with  a   f lat  c onf igu r a ti on,   whic h   im pos e s   s igni f ica nt  li mi tations   on  a bs or bing  a   wide   r a nge   o f   e lec tr omagne ti c   f r e que nc ies   e f f e c ti ve ly.   T he   f lat   de s ign,   while   pr a c ti c a l,   of ten   r e s ult s   in  s ubopti mal   pe r f or manc e ,   pa r ti c ular ly  in   high - f r e que nc a ppli c a ti ons   whe r e   e f f icie nt   E M I   r e duc ti on   is   c r it ica l.   T his   r e s e a r c f oc us e s   on  im pr oving  a nd  e nha nc ing  thes e   a b s or be r s   by  tr a ns f or mi ng  them  int a   pyr a mi da de s ign   a nd   incor por a ti ng   c e r a mi c   a s   a   n e mate r ial.   T his   a pp r oa c a im s   to   a ddr e s s   the   li mi tations   in  a bs or pti on  e f f icie nc a nd  f u r ther   im pr ove   E M I   r e duc ti on  a c r os s   a   br oa de r   f r e que nc r a nge .   T he   s h a pe   of   a   mi c r o wa v e   a b s or be r   i s   a   c r it i c a f a c tor   in  d e t e r mi nin it s   r e f le c ti vit pe r f or m a nc e   [ 6] ,   with  the  pyr a mi d a s h a p e   be ing  th e   mos c o mm only  u s e d e s i gn  in  a ne c hoi c   c h a mber s .   Ac c or ding  to   Nor nikm a e al.   [ 6] ,   the  p yr a mi da mi c r ow a ve   a bs or be r   ha s   d e mon s tr a t e th a thi s   s ha p e   ha s   the  be s t   pe r f or man c e   c om pa r e to   oth e r   s ha p e s .   T he   m ult i - r e f le c ti o ns   of   th e s e   p yr a mi d a m icr o wa v e   a bs or b e r s   c ontr ib ute  to  s ign if ica nt  a tt e nu a ti o a nd  bo os mi c r ow a ve   a b s or pti o r e lat ive  to  t he   f lat   [ 7] .   T he   high   e f f e c ti ve n e s s   of   t he   pyr a mi d a a b s or be r   i s   pr im a r il due   t the  numer ou s   r e f le c ti on s   th a e xi s be t we e th e   pyr a mi d s   [ 6] ,   [ 8] .   Ad dit io na ll y,   thi s   s t udy  i nve s ti g a te s   th e   in c or por a ti on  of   c e r a mi c   mat e r ial s   int th e   c e me nt - c a r bon  c ompo s it e ,   a im i ng  to  d e mon s tr a te   that  the  c e r a mi c - c a r bo s y ne r g c a f ur t he r   e nh a nc e   the   a bs or be r ' s   pe r f or m a n c e   a c r os s   a   br o a de r   f r e q ue nc s p e c tr u m.   C e r a m ic s   ha v e   e xc e ll e nt  me c ha n ica l   pr ope r ti e s ,   in c lu ding  h igh  h a r dne s s ,   low  de n s it y ,   high  s tr e ngt h,   a nd  e xc e ll e nt  w e a r   r e s i s ta nc e e ve a t   e xtr e m e ly  high  t e mp e r a t ur e s   [ 9] .   C e r a mi c s   a r e   de f ined  a s   inor g a ni c   no n - met a ll ic   mat e r ial s   t ha a r e   h e a te to   f or meta ll ic  a nd  non - m e tall ic  c on s ti tu e nt s   bo n de by   ioni c   or   c ova lent  bond s   [ 1 0] ,   s u c a s   s il ica t e s ,   oxide s ,   a n non - m e tal li c   c a r bid e s   [ 11] S il ic on  c a r bid e ' s   ve r s a ti li ty  hold s   th e   pr omi s e   of   tr a n s f or mativ e   br e a kt hr oug hs   a c r o s s   a   s pe c tr um  of   in du s tr ie s   a nd  a ppl ic a ti on s .   Ov e r   the  p a s f e d e c a d e s ,   s ig nif ica nt   e f f or ts   h a v e   be e dir e c te tow a r d s   S iC   gr owth   [ 1 2] An  or din a r non - o xid e   c e r a mi c   i the  indu s tr i a s e c to r   is   s il ic on  c a r bid e   [ 13] .   Out s ta ndin ther m o - mec h a nic a pr op e r ti e s   of   s il i c on  c a r bid e   in c lud e   high  we a r   a nd   oxidat ion  r e s i s t a nc e ,   e xc e ll e nt  m e c h a ni c a pr o pe r ti e s ,   a nd  hi gh  th e r mal  c ond uc ti vit y   [ 13] .   R e l a te r e s e a r c h   indi c a te s   that  th e   S iC   mat e r ia e xhib it s   go od  a b s or pti on  qu a li ti e s   in  th e   giga he r t z   ( GH z )   ba n r e g ion   [ 14] M a n r e s e a r c h e r s   ha v e   a c kn owl e dg e th a S i C   i s   a   goo f it   f or   r a ndo m - a c c e s s   me mor ( R A M )   d ue   to  i ts   na tur a tr a it s ,   but  th e y   ha v e   mai nly  c o nc e ntr a t e on  im pr o ving  it s   di e le c tr ic  pr o pe r ti e s .   F or   ins t a nc e ,     L e al [ 15]   ha ve   c r e a t e S iC   powd e r s   with  N - d ope by  c omb us t ion  s y nthe s i s   ( C S )   [ 16] .   Z he ng  e al [ 17]   ha ve   c r e a ted  S i 3 N 4 S i C c e r a mi c   thr oug c h e mi c a va por   inf il tr a ti o with  por ou s   S i 3 N 4   c e r a mi c   [ 16] .   B y   mer ging  t he   uni que   pr ope r t ie s   of   c a r bon,   s uc a s   i ts   c o ndu c ti vit a nd  li ghtw e ig ht  na t ur e ,   with  t he   d ur a bil it y   a nd  ther m a s t a bil it of   c e r a mi c s ,   the s e   c omp os it e   mate r i a l s   of f e r   pr omi s i ng  a v e nu e s   f or   e nha n c ing   mi c r ow a ve   a b s or p ti on  pe r f or m a nc e .   T his   innov a ti ve   c ombi na ti on  of   mate r ial  c om po s it io a nd  s t r uc tur a l   de s ign  s e e k s   to  ove r c o me  the  e xi s ti ng  c ha l leng e s   of   pe r f or manc e   a nd  e f f ici e n c in  mi c r owa ve   a bs or b e r s ,   pr ovidi n a   mor e   e f f e c ti ve   s olut i on  f or   a dva nc e d   E M I   r e duc ti on.   M or e ov e r ,   while  ma ter ia innov a ti on  ha s   pr ogr e s s e d,   the  i nte gr a ti o of   diver s e   mat e r ial s   li k e   c e r a mi c s   int c e m e nt - b a s e a bs or be r s   ha s   y e to   be   f ull y   e xplor e d.   T he   p oten ti a of   c e r a mi c   m a ter ial s   to   e nha nc e   the  a b s or pti on  c a pa bil it i e s   of   s uc a b s or b e r s ,   e s p e c i a ll in  mor e   c om ple de s ig ns   li ke   pyr a mi da s tr u c tur e s ,   s ti ll   n e e ds   t be   e xp lor e d.   T h e r e   i s   a   ne e f or   r e s e a r c that  not  o nly  e x plor e s   the s e   mate r i a c ombi na ti on s   but  a l s o pti mi z e s   the  s tr uc t ur a d e s i gn  to   im pr ove   o ve r a ll   pe r f or m a nc e .   T his   innovative   c ombi na ti on   of   mate r ial   c ompos i ti on  a nd   s tr uc tur a l   de s ign  s e e ks   to   ove r c ome  the  e xis ti ng  c ha ll e nge s   of   pe r f or manc e   a nd  e f f icie n c in   mi c r owa ve   a bs or be r s ,   pr ovid ing  a   mo r e   e f f e c ti ve   s olut ion  f o r   a dva nc e E M I   r e duc ti on .   M or e ove r ,   while  mate r ial   innovation   ha s   p r ogr e s s e d,   the   int e gr a ti on  o f   diver s e   mate r ials   li ke   c e r a mi c s   int c e ment - ba s e a bs or be r s   ha s   ye to  be   f ull e xplor e d.   T he   pot e nti a of   c e r a mi c   mate r ials   to   e nha nc e   the   a bs or pti on  c a pa bil it ies   of   s uc a bs or be r s ,   e s pe c ially  in   mo r e   c ompl e x   de s igns   li ke   pyr a mi da s tr uc tur e s ,   s ti ll   ne e ds   to   be   e xplor e d.   T he r e   is   a   ne e f or   r e s e a r c that  not  only   e xplor e s   thes e   mate r ial  c ombi na ti ons   but  a ls opti mi z e s   the  s tr uc tur a de s ign  to   im pr ove   ove r a ll   pe r f or manc e .       2.   M E T HO   T he   methodology   f o r   thi s   s tudy  wa s   or ga nize d   in to  thr e e   main  s teps F i r s t,   the  di mens ions   of   the   pyr a mi da mi c r owa ve   a bs or be r   we r e   c a r e f ull de ter mi ne to  e ns ur e   opti mal   pe r f o r manc e .   S e c ond,   the   de ve lopm e nt  pr oc e s s   include mate r ial  pr e pa r a ti o a nd  pr opor ti oning,   mi xing,   mo ldi ng ,   a nd  f inally ,   dr ying   a nd  c ur ing  of   the  a bs or be r s .   T hi r d,   the  mea s ur e ment  a nd  tes ti ng  pha s e   invol ve a s s e s s ing  diele c tr ic  pr ope r ti e s   us ing  ve c tor   ne twor k   a na lyze r s   ( VN A )   a nd  high - tempe r a tur e   c oa xial - li ne   diele c tr ic  p r obe s   a nd   r e f lec ti vit pe r f o r manc e   us ing  the   na va r e s e a r c labor a tor y   ( NR L )   f r e e   s pa c e   method  a c r os s   a   f r e que nc Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       P y r amidal  mic r ow av e   abs or b e r s :   lev e r aging  c e r a mic   mate r ial s   for   impr ov e d     ( N ur   Shafi k ah  R os li )   437   r a nge   of   to  12  GH z ,   with  de ns it mea s ur e ments   c onduc ted  to  e va luate   the  r ole  of   por os it in  opti m izing  the  a bs or be r 's   e f f e c ti ve ne s s .     2. 1.     P yr a m id al   m icr owave   a b s or b e r   d im e n s ion   E a r ly  in  the  s tudy,   the  pyr a mi da mi c r owa ve   a bs or be r 's   3D  model  wa s   meticulous ly  de s igned  us ing   C S T   S tudi o   S u it e   s of twa r e   a s   s hown  in   F igu r e   1 .   T he   dim e ns ions   we r e   c a r e f ull y   s e lec ted,   with   a   ba s e   length  of   10   c m,   a   ba s e   width   of   10   a nd   25   c in   he ight ,   e ns ur ing  a   c ompac t   a nd  e f f icie nt   de s ign.   T he s e   di mens ions   we r e   c hos e in  r e f e r e nc e   to  the  T DK   I C T - 030  a bs or be r ,   known  f o r   it s   c ompac s ize .   T he   s maller   di mens ions   we r e   c r it ica in  thi s   s tudy  be c a us e   the  pr im a r m a ter ial,   c e ment,   is   r e latively  he a vy,   ne c e s s it a ti ng  a   de s ign  that  ba lanc e s   pe r f or manc e   with  p r a c ti c a li ty.           F igur e   1.   P yr a m idal  mi c r owa ve   a bs or be r   de s ign  in   C S T       2. 2.     De ve lop m e n t   of   p yr am i d al  m icr owave   ab s or b e r   As   f or   the  de ve lopm e nt  p r oc e dur e ,   ini ti a ll y,   a   f e s a mpl e s   with  dif f e r e nt  c ompos it ion   r a ti os   we r e   pr oduc e d.   Al though   the  r a ti os   f or   e a c s a mp le  ha ve   be e de ter mi ne d   us ing   pr io r   r e s e a r c h,   s ome   modi f ica ti ons   mi ght  be   r e qui r e to  e nha nc e   the  a bs or be r 's   s tr uc tur e   a nd  f unc ti ona li ty.   T he   mate r ial s   us e to  de ve lop  the  pyr a mi da mi c r owa ve   a bs or be r   c ons is ted  of   c e ment,   wa ter ,   c a r bon,   s il icon  c a r bi de ,   a nd  a lum inum   powde r .   T he r e   a r e   a   tot a l   of   f ive  s e ts   of   pyr a mi da mi c r owa ve   a bs or be r s ,   with  e a c s e c o mpr is ing  36  unit s ,   r e s ult ing  in  a   c ombi ne tot a of   180  unit s   of   c ompl e ted  pyr a mi da mi c r owa ve   a bs or be r s .   T he   de ve lopm e nt  pr oc e s s   a s   s hown  in   F igur e   2   is   di vided  int o   f our   pha s e s mate r ial   pr e pa r a ti on   a nd   mate r ial   pr opor ti oning ,   m ixi ng,   mol ding ,   a nd  f inally,   d r yi ng  a nd  c u r ing   [ 18] P r e pa r ing   the   r a w   mate r ials   wa s   the  ini ti a s tep  in  the  pr oc e dur e .   I th is   s tudy,   c e ment,   c a r bon,   c e r a mi c ,   wa ter ,   a nd  a lum inum   powde r   a r e   us e to   c ons tr uc the  pyr a mi da mi c r owa ve   a bs or be r .   All  o f   the  mate r ial   will   be   we ight e a nd   pr opor ti one d   a c c or ding   to  the  c hos e r a ti thr oughout  thi s   pha s e .   Ne xt  would  be   the  mate r ial  mi xing  p r oc e dur e   with  a   c onc r e te  mi xe r .   T he   pr opor ti ona mate r ial  wil be   s ti r r e d   f o r   5 8   mi nutes   to  e ns ur e   c ompl e te  blending .   S ubs e que ntl y,   the  mi xtur e   will   be   plac e s tr a ight   int o   the   mol d   to   be gin   the  mo ldi ng   p r oc e s s .   T he   pyr a mi da l   mi c r owa ve   a bs or be r   will   then  be   c ove r e d   with  plas ti c   f o r   a   mi nim um  o f   14   da ys   thr oughout  the   dr ying   a nd  c ur ing   pr oc e s s .       M a ter ial  pr e pa r a ti on  a nd  pr opor ti oning     M ixi ng     M oldi ng     Dr ying  a nd  c ur ing               F igur e   2.   De ve lopm e nt  of   pyr a mi da l   mi c r owa ve   a bs or be r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   435 - 447   438   Ne xt,   T a ble   s hows   the   mate r ial  p r e pa r a ti on  a nd  pr opor ti oning   of   the   pyr a mi da l   mi c r owa ve   a bs or be r .   T he   c e ment,   c a r bon,   a nd  wa ter   r a ti os   th a we r e   inves ti ga ted  in  a   pr ior   s tudy  by  Na r udin  e al.   [ 19]   de mons tr a te  that  the   a nti - mi c r owa ve   br ick   ( f lat   a bs or be r )   pe r f or ms   be s whe n   the   r a ti o   of   80%   c e ment  to   20%   c a r bon  is   us e d.   Ne xt,   a lum inum   powde r   is   us e in  thi s   s tudy  to  buil a   por os it s tr uc tur e ,   whic h   e nha nc e s   the  a bs or be r 's   pe r f or manc e   [ 6] S ha bba r   e al.   [ 20 ]   s howe that  1%   a lum inu m   powde r   c a c r e a te  a   gr e a ter   number   of   por e s .   P o r ous   s tr uc tur e s   c ontr ib ute  to  the  a bs or be r 's   pe r f or manc e   by  im p r oving  th e   a bil it of   e lec tr omagne ti c   wa ve s   to   be   a tt e nua ted   by  giv ing  the  r e f lec ted  E M   wa ve s   many  pa thwa ys   [ 3 ] S iC   ha s   be e int r oduc e a nd   va r ied   in   thi s   s tudy   be twe e 0% ,   5% ,   10 % ,   15% ,   a nd  20% .   T he   pe r c e ntage   of   S iC   wa s   de ter mi ne by  a djus ti ng   the  c ombi ne d   pe r c e ntage   of   c e ment  a nd   c a r bon   to  100 % ,   95% ,   90 % ,   85% ,   a nd  80% ,   c or r e s ponding  to  S e 0 - S C ,   S e 5 - S C ,   S e 10 - S C ,   S e 15 - S C ,   a nd  S e t   20 - S C ,   r e s pe c ti ve ly.   I n   e a c s e t,   the   tot a we ight   of   the   mi xtur e   including   c e ment,   c a r b on,   wa ter ,   a nd  a lum inum   powde r   r e maine c ons is tent,   with   only  the  S iC   c ontent   be ing  va r ied .       T a ble  1.   M a ter ial  pr e pa r a ti on   a nd  pr opo r ti oning  o f   pyr a mi da m icr owa ve   a bs or be r   S e t   C e me nt  +   c a r bon   (%)   W a te r - c e me nt   r a ti o   A lu mi num - c e me nt   r a ti o   S iC  ( % )   0 - SC   100   0.9   0.01   0   5 - SC   95   0.9   0.01   5   10 - SC   90   0.9   0.01   10   15 - SC   85   0.9   0.01   15   20 - SC   80   0.9   0.01   20       2. 3.     Die lec t r ic  m e as u r e m e n t   De ter mi ning  a   mate r ial's   diele c tr ic  c ha r a c ter is ti c s ,   s uc a s   c ondu c ti vit y,   pe r mi tt ivi ty ,   a nd  los s   f a c tor ,   is   the  a im   of   diele c tr ic  mea s ur e ment.   T he s e   pr ope r ti e s   s pe c if a   s a mpl e ' s   be ha vior   in  a e lec tr ic  f ield  a s   we ll   a s   it s   e ne r gy   s tor a ge   a nd   r e lea s e   c a pa bil it ies   [ 21 ] .   T his   mea s ur e ment  is   c r uc ial   be c a us e   it   a ll ows   r e s e a r c he r s   to  pr e dict  the  a bs or be r 's   pe r f or manc e ,   pr ovi ding  ins ight s   int how  e f f e c ti ve ly  it   will   a tt e nua te  e lec tr omagne ti c   wa ve s   [ 21] .   F igu r e   3   il lus tr a tes   t he   diele c tr ic  mea s ur e ment  s e tup   us e in  thi s   s tud y,   whic h   invol ve s   a   VN a nd  a   high - tempe r a tur e   c oa xial - li ne   diele c tr ic  pr obe .   T he   c oa xial - li ne   diele c tr ic  pr obe ,   c onne c ted  to  the   VN A,   is   plac e in   c ontac t   with  the   mate r ial   s a mpl e .   T his   s e tup  a ll ows   f or   p r e c is e   mea s ur e ment  of   how   the  mate r ial  int e r a c ts   with  a e lec tr ic  f ield,   pr ovidi ng   c r it ica da ta  on   it s   a bil it to  s tor e   a nd  dis s ipate   e ne r gy,   whic is   e s s e nti a f or   pr e dicting  the  pe r f or manc e   of   the  mi c r owa ve   a bs or be r .   T he   high - tempe r a tur e   c a pa bil it of   the  p r obe   e ns ur e s   a c c ur a te  mea s ur e ments   e ve unde r   c ondit ions   whe r e   the  mate r ial  mi ght  be   e xpos e to  e leva ted  tempe r a tur e s   [ 21] .           F igur e   3.   Die lec tr ic  mea s ur e ment  s e tup  us ing  VN a nd  high - tempe r a tur e   c oa xial - li ne   diele c tr ic  pr o be       2. 4.     Re f lec t ivi t m e as u r e m e n t   F igur e   de picts   the  NR L   a r c f r e e - s pa c e   meth od,   a   wide ly  us e tec hnique  f or   mea s ur ing  the   r e f lec ti vit of   m icr owa ve   a bs or be r s .   I thi s   s e tup,   the  mi c r owa ve   a bs or be r   is   plac e withi a a r c h - li ke   s tr uc tur e ,   whic h   is   de s igned  to   s im ulate   a   f r e e - s pa c e   e nvir onment.   T he   two  hor n   a ntenna s   that  make   up  the   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       P y r amidal  mic r ow av e   abs or b e r s :   lev e r aging  c e r a mic   mate r ial s   for   impr ov e d     ( N ur   Shafi k ah  R os li )   439   NR L   Ar c a r e   both   a im e d   towa r ds   the   meta plat e   a the   de s ir e a ngle   [ 3] .   t r a ns mi tt e r   e mi ts   mi c r owa ve   s ignals   towa r ds   the  a bs or be r ,   while  a   r e c e iver   mea s ur e s   the  r e f lec ted  s ignals   [ 3] .   B e va luating  the   dif f e r e nc e s   be twe e the  s ignals   that   a r e   tr a ns mi tt e a nd  r e c e ived,   r e s e a r c he r s   c a de ter mi ne   the   a bs or be r 's   e f f e c ti ve ne s s   in  r e duc ing  r e f lec ti on.   T he   pe r f or manc e   of   mi c r owa ve   a bs or be r s   in  c ondit ions   th a c los e ly  mi mi c   r e a l - wor ld  a ppli c a ti ons ,   s uc a s   in  a ne c hoic  c ha mber s   or   other   e nvir onments   r e quir ing   mi nim a e lec tr omagne ti c   int e r f e r e nc e ,   is   pr ove n   us ing  th is   method.   T he   NR L   a r c is   c ons ider e to  be   s tanda r tec hnology  f or   a s s e s s ing  mate r ial  r e f lec ti vit o r   a bs or pti on.   T he   NR L   a r c h   method  is   a   s tr a igh tf or wa r a ppr oa c that  c ont r a s ts   a   meta l   plate 's   r e f lec ti on   with  a nd   without   a bs or be r s   [ 22 ] .   R e f lec ti vit y   is   t he   ter m   us e to  de s c r ibe  the  r e duc ti on  in  r e f lec ted  powe r   that  oc c ur s   whe a a bs or be nt  ma ter ial  is     a dde d   [ 2] Ante nna s   we r e   pos it ioned  a a   pe r pe ndicula r   a ngle  of   0°  to   the  a bs or be r   loca ted  in   the  c or e   of   the   a r c in  or de r   to   de tec r e f lec ti on .   T he r e   a r e   36  p yr a mi da mi c r owa ve   a bs or be r s   s e unde r   tes on  a   s qua r e   meta plate   ( 0 . 36  m 2 )   f r om  1   to  12   GH z ,   a s   s hown  in  F igur e   5.               F igur e   4.   NR L   a r c f r e e   s pa c e   method  [ 3]   F igur e   5.   s e o f   py r a mi da mi c r owa ve   a bs or be r       2. 5.     De n s it c alcul a t ion   T he   c a lcula ti on  o f   de ns it plays   a   c r uc ial  r ole   in   de ter mi ning   the  po r os it o f   the  pyr a mi da l   mi c r owa ve   a bs or be r .   T he   c a lcula ti on   of   de ns it y   is   a   f unda menta s tep   in   e va luating  the   por os it of   the   pyr a mi da mi c r owa ve   a bs or be r ,   a s   it   dir e c tl y   inf lu e nc e s   the  a bs or be r 's   ove r a ll   pe r f or manc e .   higher   por os it of ten  c or r e late s   with   e nha nc e a bs or pti on  c a pa bil i ti e s ,   a s   it   a ll ows   f or   mor e   e f f icie nt   tr a pping  a nd   di s s ipation   of   mi c r owa ve   e ne r gy.   T he r e f or e ,   unde r s tanding  t he   de ns it is   e s s e nti a f or   opti mi z ing  it s   e lec tr omagne ti c   int e r f e r e nc e   ( E M I )   r e duc ti on  pr ope r t ies   a c r os s   va r ious   f r e que nc r a nge s .   T he   r a ti of   a   s tr uc tur e 's   ove r a ll   volum e   to  the  volum e   of   i ts   voids   or   po r e s   is   c a ll e por os it y   [ 23 ] .   M a s s   pe r   unit   vo lum e   is   known  a s   de ns it y,   whic is   a   f unda menta f e a tur e   of   matter   [ 24 ] .   T he   mas s   a nd  volum e   of   the  it e or   s ubs tanc e   in  is s ue   mus be   mea s ur e in  or de r   to   de ter mi ne   it s   de ns it y   [ 24] .   T he   de ns it f or mul a   ( ρ)   c a be   f ound  in   ( 1 ) ,   whe r e   de ns it is   c a lcula ted  a s   mas s   ( m)   divi de by   volum e   ( v )   [ 24] .     ρ = m / v   ( 1)       3.   RE S UL T S   AN DI S CU S S I ON    T his   s e c ti on  pr ovides   a   de tailed  a na ly s is   a nd  di s c us s ion  of   the  ke e xpe r im e ntal  f indi ngs ,   f oc us ing  on  the  diele c tr ic  mea s ur e ment,   r e f lec ti vit y   pe r f or manc e ,   a nd  de ns it y   c ha r a c ter is ti c s   of   f ive  d is ti nc s e ts   of   pyr a mi da mi c r owa ve   a bs or be r s ,   e a c f e a tur ing  a   dif f e r e nt  S iC   c ompos it ion  r a ti o.   T he   a na lys is   de lves   int how  va r iations   in   S iC   c ontent  in f luenc e   the   diele c tr ic  pr ope r ti e s ,   s uc a s   pe r m it ti vit y   a nd   los s   tan ge nt,   a nd   how  thes e   pr ope r ti e s   s ubs e que ntl a f f e c the  ove r a ll   pe r f o r manc e   of   the  a bs or be r s   in  ter ms   of   r e f lec ti vit a c r os s   the  to  12  GH z   f r e que nc r a nge .   Additi on a ll y,   thi s   s e c ti on  e xplor e s   the  im pa c of   mate r ial  d e ns it on  the  a bs or be r s por os it a nd  it s   c or r e lation  with  wa ve   a tt e nua ti on  c a pa bil it ies .   B e xa mi ning  thes e   f a c tor s   c oll e c ti ve ly,   the   dis c us s ion  a im s   to  pr ovide   a   c ompr e he ns ive  unde r s tanding  of   the  r ole   that   mate r ial  c ompos it ion  a nd  s tr uc tur a a tt r ibut e s   play  in   opti m izing  the  pe r f o r manc e   of   pyr a mi da mi c r owa ve   a bs or be r s .     3. 1.     Die lec t r ic  v alu e   F igu r e   p r e s e n ts   th e   d iele c tr i c   p r ope r t ies   o f   the   f iv e   di f f e r e n s e ts   o f   p yr a mi da m icr owa ve   a bs o r be r s ,   e xpli c it l y   s howc a s i ng   t he   die lec t r ic   c ons tan t   a nd   los s   tange n t   va lues .   F i gur e   6( a )   il lus tr a tes   the   va r iatio n   in   diele c t r i c   c ons tan a c r os s   S e t   0 - S C ,   S e 5 - S C ,   S e 1 0 - S C ,   S e t   15 - S C ,   a nd   S e 20 - S C ,   w hil e   F ig ur e   6( b)   highl igh ts   th e   c o r r e s pond ing   los s   tange n v a lues   f o r   e a c s e t .   T he s e   die lec t r ic   p r ope r ti e s   a r e   c r it ica i n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   435 - 447   440   unde r s tandi ng   how   the   mate r ia ls   int e r a c w it h   e le c tr o magne ti c   f ields   a n c ont r ib ute   t the   a bs o r be r s ove r a l pe r f or manc e .   F o r   a   mor e   de tail e c ompa r is o n,   a l l   the   d iele c t r ic   da ta  ha ve   be e n   s ys te matica ll y   c o m pil e d   a nd   pr e s e nte d   in   T a b le  2 .   T h is   c omp r e he ns ive   r e pr e s e n tatio n   a ll ows   f o r   a   mo r e   p r e c is e   e va lua ti on   of   h ow   c ha nge s   in  the   S iC   c ompos it i on   r a ti o   a f f e c the   die lec t r ic   c h a r a c te r is t ics   of   th e   a bs or b e r s .   T a ble   3   p r e s e nts   the  diele c tr ic  mea s ur e ment  r e s ult s   f or   f ive  s e ts   of   py r a mi da mi c r owa ve   a bs or be r s ,   e a c with  va r ying  pe r c e ntage s   of   s il icon  c a r bide  ( S iC ) 0 %   ( S e 0 - S C ) ,   5%   ( S e 5 - S C ) ,   10%   ( S e t   10 - S C ) ,   15%   ( S e t   15 - S C ) ,   a nd   20%   ( S e 20 - S C ) .   T he   da ta  in  T a ble   2   c lea r ly  de mons tr a te   a   c or r e lation   be t we e the  S iC   c ontent  a nd  the  diele c tr ic  pr ope r ti e s   of   the  s a mpl e s .   As   the  S iC   pe r c e ntage   incr e a s e s ,   both  the  diele c tr ic  c ons tant  a nd  the  los s   tange nt  va lues   s how  a   c or r e s ponding  r is e .   As   noted  by   L e e   e t   al.   [ 25 ]   mate r ia ls   with  a   lowe r   los s   tange nt  a bs or les s   e l e c tr omagne ti c   e ne r gy,   whe r e a s   thos e   with  a   higher   los s   tange nt  e xhibi mor e   e xc e ll e nt  e ne r gy  a bs or pti on.   T his   pr inciple  s ugge s ts   that  a s   the  los s   tange nt  incr e a s e s ,   the  mate r ial's   a bil it to   a tt e nua te  e lec tr omagne ti c   wa ve s   a ls im p r ove s   [ 26] ,   whic is   a   c r uc ial  f a c tor   in  the  de s ign  o f   e f f e c ti ve   mi c r owa ve   a bs or be r s .   T he r e f or e ,   the  r e s ult s   indi c a te  that  higher   S iC   c ontent  e nha nc e s   the  a bs or be r 's   pe r f or manc e   by   inc r e a s ing  it s   los s   tange nt,   a li gnin with   the   c onc e pt  that  a   mate r ial   in   a   high - los s   c ondit ion  is   be tt e r   s uit e f or   mi c r owa ve   a bs or pti on.   T his   f in ding  unde r s c or e s   the  im por tanc e   of   mate r ial  c omp os it ion  in  opti mi z ing  the  e f f icie nc of   mi c r owa ve   a bs or be r s   a c r os s   a   br oa f r e que nc r a nge .       F r eq u en cy  ( G H z) 2 4 6 8 10 12 D i el ec t r i C on s t an t 0 1 2 3 4 5 S et  0- S C S et  5- S C S et  10 - S C S et  15 - S C S et  20 - S C   ( a )     F r e q u e n c y  ( G H z ) 2 4 6 8 10 12 L oss Ta ng e nt 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 S e t   0 - S C S e t   5 - S C S e t   1 0 - S C S e t   1 5 - S C S e t   2 0 - S C   ( b)     F igur e   6.   Die lec tr ic  p r ope r ti e s   of   S e 0 - S C ,   S e t   5 - S C ,   S e 10 - S C ,   S e 15 - S C   a nd  S e t   20 - S C   f r om   f r e qu e nc y   to  12   GH z   ( a )   diele c tr ic  c ons tant  a nd  ( b)   los s   tange nt   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       P y r amidal  mic r ow av e   abs or b e r s :   lev e r aging  c e r a mic   mate r ial s   for   impr ov e d     ( N ur   Shafi k ah  R os li )   441   T a ble  2 M ini mum   a nd  maximum   r e f lec ti vit pe r f or manc e   of   S e t   S C - 0,   S e t   5 - S C ,   S e 10 - S C ,   S e 15 - SC ,     a nd  S e 20 - SC   B a nd   F r e que nc y   ( G H z )   S e t   R e f le c ti vi ty  ( dB )   M in   M a x   L -   ba nd   1 - 2   0 - SC   - 7.1917   - 13.9684   5 - SC   - 6.8558   - 31.9475   10 - SC   - 7.5473   - 22.4245   15 - SC   - 7.2509   - 30.0706   20 - SC   - 8.0017   - 16.9517             S -   ba nd   2 - 4   0 - SC   - 7.9029   - 15.8256   5 - SC   - 9.6613   - 38.2698   10 - SC   - 16.2405   - 26.534   15 - SC   - 6.4606   - 28.6876   20 - SC   - 5.5518   - 40.6209             C -   ba nd   4 - 8   0 - SC   - 13.3559   - 37.0251   5 - SC   - 16.5622   - 52.4471   10 - SC   - 26.6215   - 55.2752   15 - SC   - 16.4606   - 46.0965   20 - SC   - 14.6147   - 49.8899             X -   ba nd   8 - 12   0 - SC   - 18.4081   - 41.9475   5 - SC   - 19.4750   - 43.3700   10 - SC   - 20.2202   - 45.8933   15 - SC   - 18.6791   - 43.7257   20 - SC   - 19.0347   - 43.6749       T a ble  3.   Die lec tr ic  c ons tant  a nd  los s   tange nt  o f   S e t   S C - 0,   S e S C - 5,   S e S C - 10,   S e t   S C - 15  a nd   S e S C - 20  a f r e que nc 6 . GH z   S e t   S iC   (%)   D ie le c tr ic  c ons ta nt   ( ε ' )   L os s  t a nge nt   ( ε /ε')   0 - SC   0   2.2173   0.3436   5 - SC   5   2.4781   0.4036   10 - SC   10   2.4990   0.4106   15 - SC   15   2.5192   0.4332   20 - SC   20   2.6064   0.4402       3. 2   Re f lec t ivi t m e as u r e m e n t   at   0°  a n g le   F igur e   7   il lus tr a tes   the   r e f lec ti vit y   pe r f or manc e   o f   the   di f f e r e nt   mate r ial   s e ts ,   p r e c is e ly  S e t   S C - 0,     S e 5 - S C ,   S e t   10 - S C ,   S e t   15 - S C ,   a nd   S e t   20 - S C ,   whe n   mea s ur e a t   a     incide nc e   a ngle.   T h e   r e s ult s   de mons tr a te  how  va r ying  the  c ompos it ion  o f   s il icon  c a r bide  ( S iC )   withi the  c e ment - c a r bon  c o mpos it e   inf luenc e s   the  a bs or be r 's   a bil it to  r e duc e   e le c tr omagne ti c   r e f lec ti ons .   T he   mi nim u a nd  m a xim um  r e f lec ti vit va lues   a c r os s   the  tes ted  f r e que nc ba n ds   a r e   s umm a r ize in   T a ble  2   to   pr ovide   a   c ompr e he ns ive   a na lys is .   T he s e   va lues   a r e   a ls o   vis ua ll r e pr e s e nted  thr ough   ba r   g r a phs   in   F igu r e s   8   a nd   9,   o f f e r in a   c lea r   c ompar is on  of   the   r e f lec ti vit y   pe r f or manc e   a c r os s   the  dif f e r e nt   mate r ial   s e ts .   T h is   da ta   is   c r uc ial  f or   unde r s tanding  the   im pa c o f   S iC   c ontent  on   the  e f f e c ti ve ne s s   of   the   pyr a m idal  m icr owa ve   a bs o r be r s   in   r e duc ing  e lec tr omagne ti c   int e r f e r e nc e .   E va luating  the   r e f lec ti vit y   c a pa bil it ies   of   a   py r a mi da mi c r owa ve   a bs or be r   r e quir e s   a   thor ough   a na lys is   of   both  mi n im um  a nd   maximum   r e f lec ti vit va lues .   T he   mi ni mum   r e f lec ti vit y   va lue  r e pr e s e nts   the  lowe s leve of   e lec tr omagne ti c   wa ve   r e f lec ti on,   indi c a ti ng  the  a bs or be r 's   e f f e c ti ve ne s s   in  mi nim izing  unwa nted  r e f lec ti ons   a c r os s   a   given  f r e que nc r a n ge .   C onve r s e ly,   the  maximum   r e f lec ti vit y   va lue  de notes   the   highes leve of   r e f lec ti on,   whic is   c r uc ial  f o r   un de r s tanding  the  uppe r   li mi ts   o f   the  a bs or be r 's   pe r f or manc e .   T oge ther ,   thes e   metr ics   pr ovide  a   c ompr e he ns i ve   a s s e s s ment  of   the  a bs or be r 's   pe r f or manc e .   higher   mi nim um  va lue  s ugge s ts   be tt e r   a bs or pti on  e f f icie n c y,   while  a   h igher   maximum   va lue  indi c a tes   the  a bs or be r 's   a bil it to  maintain  pe r f o r manc e   unde r   va r ying   c ondit ions .   T he r e f o r e ,   a c hieving  higher   m ini mum   a nd  maximum   r e f lec ti vit va lues   indi c a tes   a   s upe r i or   pyr a mi da l   mi c r owa ve   a bs or be r   c a pa ble  o f   d e li ve r ing  c ons is tent  a nd  r e li a ble  E M I   r e duc ti on  a c r os s   a   wid e   r a nge   of   f r e que nc ies .   F igur e   s ho ws   t he   mi n im um  r e f l e c ti vit p e r f or m a nc e   of   S e 0 - S C ,   S e 5 - S C ,   S e 10 - S C ,   S e 1 5 - S C   a nd  S e 2 0 - S C   a 0°  a ng le,   wh e r e   it   di s pl a y s   that  S e 10 - S C   pr odu c e s   the  hi ghe s r e f l e c t ivi ty  p e r f or manc e   a t   a ll   ba n ds   e xc e pt  L - ba nd  with  v a lu e s   of   - 16. 2 40 dB   ( S - ba n d) ,   - 26. 6 215  d B   ( C - b a nd) ,   a n - 2 0. 2202  d B     (X - b a nd) .   T he   be s r e f l e c t ivi ty  va lu e   a L - b a nd  i s   - 8. 00 17  d B ,   obt a ine by  S e 20 - S C .   B a s e on  t he   a na l ys i s ,   S e 10 - S C   s h ow s   the  b e s mi nim um  r e f le c ti vi ty  p e r f or man c e   on  t hr e e   ba nd s S - b a nd,   C - ba n d,   a nd  X - ba nd.   On  the  L - ba n d,   the  S e 10 - S C   S e pe r f or m s   a bo u - 0. dB   l e s s   we l than  th e   S e 10 - S C .   Ove r a l l,   it   c a be   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   435 - 447   442   c onc lude th a th e   S C - 10  S e t   pr ovi de s   th e   be s mi n im um  r e f lec ti vit pe r f or m a n c e ,   e s p e c i a ll on  th e     C - ba n d.   T he   maximum   r e f lec ti vit pe r f or manc e   of   S e 0 - S C ,   S e 5 - S C ,   S e 10 - S C ,   S e 15 - S C   a nd  S e 20 - S C   a 0°  is   s hown  in  F igur e   9.   S ubjec to  the  da t a   a na lyze d ,   the  S e 5 - S C   s hows   the  highes r e f lec ti vit y   pe r f or manc e   f o r   the   L - ba nd  with  a   va lue   of   - 31. 9 475  dB .   S e 20 - S C   a c hieve s   the  be s r e f lec ti vit va lue  f or   the  S - ba nd,   with  a   va lue  of   - 40. 6209  dB .   M or e ove r ,   S e 10 - S C   il lus tr a ted  the  highes r e f lec ti vit pe r f or manc e   f or   the  C - ba nd  a nd   X - ba nd  with   va lues   of   - 55. 27 52  a nd   - 45. 8933  dB ,   r e s pe c ti ve ly.   B a s e on   the   obtaine gr a ph,   only   S e t   10 - S C   c a r e a c the   maximum   r e f lec ti vit va lue   on  two   ba nds ,   na mely   the  C - ba nd  a nd  the   X - ba nd.   S ince   C - ba nd  a nd  X - ba nd  r e pr e s e nt  mor e   than  66%   of   the  s e lec ted  f r e que nc r a nge   f r om   1 - 12  GH z ,   it   c a be   c onc luded  that  S e 10 - S C   p r oduc e s   the  b e s maximum   r e f lec ti vit y   pe r f o r manc e ,   e s pe c ially  on  the   C   ba nd.   All  f ive  s e ts   of   pyr a m idal  mi c r owa ve   a bs o r be r s   de mons tr a ted  good  pe r f o r manc e   a the  C - ba nd  a nd   X - ba nd,   with  m ini mum   r e f lec ti vit y   va lues   o f   ove r   - 13  dB   a nd  maximum   r e f lec ti vit y   va lues   of   ove r   - 37  dB .   F or   the   L - ba nd  a nd  S - ba nd,   the   maximum   r e f l e c ti vit y   pe r f o r manc e   of   a ll   f ive  s e ts   looks   quit e   good,     e xc e pt  S e S C - 0.   How e ve r ,   f o r   mi nim um   r e f lec ti v it y,   mos t   s e ts   c a nnot  r e a c a t   lea s - 10  dB ,   e xc e pt   f or   the   S e S C - 10  on  the  S - ba nd.       F r eq u en cy  ( G H z) 2 4 6 8 10 12 R ef l ec t i v i t y  ( d B) - 6 0 - 5 0 - 4 0 - 3 0 - 2 0 - 1 0 0 S e t   0 - S C S e t   5 - S C S e t   1 0 - S C S e t   1 5 - S C S e t   1 5 - S C     F igur e   7.   R e f lec ti vit pe r f or manc e   o f   S e t   0 - S C ,   S e 5 - S C ,   S e 10 - S C ,   S e 15 - S C   a nd  S e t   20 - S C   a 0°  a ngle           F i gu r e   8 .   M in im um   r e f le c t iv i ty   pe r f o r man c e   of   S e t   0 - S C ,   S e t   5 - S C ,   S e t   1 0 - S C ,   S e t   1 5 - SC ,   a n d   S e t   2 0 - S C   a t     7 .1 9 1 7 7 .9 0 2 9 1 3 .3 5 5 9 1 8 .4 0 8 1 6 .8 5 5 8 9 .6 6 1 3 1 6 .5 6 2 2 1 9 .4 7 5 7 .5 4 7 3 1 6 .2 4 0 5 2 6 .6 2 1 5 2 0 .2 2 0 2 7 .2 5 0 9 6 .4 6 0 6 1 6 .4 6 0 6 1 8 .6 7 9 1 8 .0 0 1 7 5 .5 5 1 8 1 4 .6 1 4 7 1 9 .0 3 4 7 L - B A N D   ( 1 - 2   G H Z ) S - B A N D   ( 2 - 4   G H Z ) C - B A N D   ( 4 - 8   G H Z ) X - B A N D   ( 8 - 1 2   G H Z ) RE FLE C T I V I T Y   ( - dB) F R E QU E N C Y S e 0 - S C S e 5 - S C S e t 1 0 - S C Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   E lec   C omp   E ng     I S S N:   2088 - 8708       P y r amidal  mic r ow av e   abs or b e r s :   lev e r aging  c e r a mic   mate r ial s   for   impr ov e d     ( N ur   Shafi k ah  R os li )   443       F igu r e   9 .   M a xim um   r e f lec ti v it y   pe r f or manc e   o f   S e t   0 - S C ,   S e t   5 - S C ,   S e 10 - S C ,   S e t   15 - S C   a n d   S e t   2 0 - S C   a       3. 3   De n s it v al u e   T a ble  pr e s e nts   the  de ns it mea s ur e ments   f or   indi vidual  piec e s   of   pyr a mi da mi c r owa ve   a bs or be r s ,   c a tegor ize a c c or ding  to  thei r   s pe c if ic  s e t   c ompos it ion.   T he   da ta  in   the  table   r e ve a ls   a   c lea r   tr e nd a s   the   pe r c e ntage   of   S iC   incr e a s e s ,   the  de ns it of   the  a bs or be r s   a ls r is e s .   T his   incr e a s e   in  de ns it indi c a tes   a   r e duc ti on  in   por os it y   withi n   the   s tr uc tur e   of   the   pyr a mi da mi c r owa ve   a bs or be r s .   T he   c or r e lation   be twe e n   higher   de ns it a nd   lowe r   por os it y   is   s igni f ica nt,   a s   it   s ugge s ts   that  a s   S iC   c ontent   is   incr e a s e the   mate r ial  be c omes   mor e   c ompac t,   potentially   e nha nc ing  the   a bs or be r 's   ove r a ll   pe r f or manc e   by   r e duc ing   the  a mount   of   a ir   ga ps   withi the  s tr uc tur e ,   whic c ould  othe r w is e   im pa ir   it s   e f f e c ti ve ne s s   in  a tt e nua ti ng  e lec tr o magne ti c   wa ve s .   P or ous   s tr uc tu r e s   will   r e f lec a nd   dis pe r s e   the   incide nt   wa ve   a s   i tr a ve ls   th r ough  the  mate r ial,   a nd   s ome  of   the  ther mal  e ne r gy  wi ll   be   pr oduc e by  c o nve r ti ng  e lec tr ica e ne r gy   int a   mi c r owa ve   s ignal   [ 6] .       T a ble  4.   De ns it of   s e 0 - S C ,   s e 5 - S C ,   s e 10 - S C ,   s e 15 - S C   a nd  s e 20 - SC   S e t   D e ns it y ( g/ c m 3 )   0 - SC   0.6012   5 - SC   0.6132   10 - SC   0.6252   15 - SC   0.6408   20 - SC   0.6552       3. 4.     Hi gh li gh t s   o f   r e s e ar c h   o u t c om e s   B a s e on  the  diele c tr ic  mea s ur e ment  r e s ult s ,   S e t   20 - S C   wa s   ini ti a ll e xpe c ted  to  p r oduc e   the  be s t   r e f lec ti vit pe r f or manc e   due   to   it s   high   los s   tang e nt  va lue,   whic typi c a ll c or r e late s   with   mor e   e xc e ll e nt   wa ve   a tt e nua ti on.   How e ve r ,   the  r e f lec ti vit tes ts   r e ve a led  that  S e 10 - S C   c on s is tently  outper f or med  the  other   s e ts ,   including  S e 20 - S C .   T his   une xpe c ted  outco me  s ugge s ts   that  f a c tor s   be yond  d iele c tr ic  p r ope r t ies ,   s uc a s   the  por ous   s tr uc tur e   o f   the   a bs or be r ,   play  a   s igni f ica nt  r ole  in   de ter mi ning   ove r a ll   pe r f o r manc e .   T he   de ns it tes wa s   c onduc ted  to  e xa mi ne   the   r e latio ns hip  be twe e por os it y   a nd   r e f lec ti vit y   a nd   inves ti ga te  thi s   f ur ther .   T he   r e s ult s   of   thi s   tes a im e d   to   va li da te   th e   hypothes is   that,   while   diele c tr ic   pr ope r t ies   a r e   c r uc ial  f or   a bs or be r   e f f icie nc y,   the   mate r ial's   por os it y   a ls s u bs tantially  im pa c ts   it s   a bil it y   to   a tt e nua te  e lec tr o magne ti c   wa ve s .   T his   f indi ng  unde r s c or e s   the  im por tanc e   of   opti mi z ing   diele c tr ic  c ha r a c ter is ti c s   a nd  por os it to  a c hieve   s upe r ior   mi c r owa ve   a bs or pti on  pe r f or man c e .   T he   e va luation  of   the   f ive  s e ts   of   pyr a mi da l   mi c r owa ve   a bs or be r s ,   e a c mea s ur e a a   0°  a ngle  a c r os s   a   f r e que nc r a nge   of   to  12   GH z ,   p r ovides   a   c ompr e he ns ive  ins ight   int o   their   r e f lec ti vit pe r f or manc e ,   pa r ti c ular ly   withi n   the   C - ba nd  a nd  X - ba nd  f r e que nc ies .   All   f ive   s e ts   de mons tr a te  c omm e nda ble   r e f lec ti vit y,   s howc a s ing  their   potential   e f f e c ti ve n e s s   a s   mi c r owa ve   a bs or be r s .   How e ve r ,   a   de tailed   a na lys is   r e ve a ls   that  S e 10 - S C   c ons is tently   outper f o r ms   the  other   s e ts ove r a ll   r e f lec ti vit y   pe r f o r manc e   a c r os s   the  e nti r e   f r e que nc s pe c tr um.   S e 10 - S C   e mer ge s   a s   the  mos e f f e c ti ve   a bs or be r ,   pa r ti c ular ly  wi thi the  C - ba nd,   whe r e   it   a c hieve s   r e mar ka ble   mi nim um   a nd  ma xim um  r e f lec ti vit va lues   o f   - 26. 6215   a nd  - 55. 2 752  dB ,   r e s pe c ti ve ly.   T his   s upe r ior   pe r f o r manc e   is   pr im a r il a tt r ibut e to  S e t   10 - S C 's   opti mi z e por os it a nd  the  los s   tange nt  va lue  of   it s   mate r ial  c ompos it ion,   whic c ontr ibut e s   to  mor e   e xc e ll e nt  wa ve   a tt e nua ti on.   T he   f indi ngs   1 3 .9 6 8 4 1 5 .8 2 5 6 3 7 .0 2 5 1 4 1 .9 4 7 5 3 1 .9 4 7 5 3 8 .2 6 9 8 5 2 .4 4 7 1 4 3 .3 7 2 2 .4 2 4 5 2 6 .5 3 4 5 5 .2 7 5 2 4 5 .8 9 3 3 3 0 .0 7 0 6 2 8 .6 8 7 6 4 6 .0 9 6 5 4 3 .7 2 5 7 1 6 .9 5 1 7 4 0 .6 2 0 9 4 9 .8 8 9 9 4 3 .6 7 4 9 L - B A N D   ( 1 - 2   G H Z ) S - B A N D   ( 2 - 4   G H Z ) C - B A N D   ( 4 - 8   G H Z ) X - B A N D   ( 8 - 1 2   G H Z ) RE FLE C T I V I T Y   ( - dB) F R E Q U E N C Y S e 0 - S C S e 5 - S C S e 1 0 - S C S e 1 5 - S C S e 2 0 - S C Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2088 - 8708   I nt  J   E lec   C omp   E ng ,   Vol .   15 ,   No.   1 F e br ua r y   20 25 :   435 - 447   444   indi c a te  that  the   va r ied   r a ti o   of   S iC ,   a s   de mons t r a ted  in   thi s   s tudy,   plays   a   c r it ica l   r ole   in   e nha nc ing  the   r e f lec ti vit pe r f o r manc e   of   the  a bs or be r ,   with   S e 10 - S C   of f e r ing  the  mos ba lanc e a nd  e f f e c ti ve   c ombi na ti on  of   mate r ials   f o r   opti mal   pe r f or ma nc e .   T he s e   r e s ult s   highl ight   the   im por tanc e   of   mate r ial   c ompos it ion  a nd  s tr uc tur a de s ign  in  de ve lopi ng  e f f icie nt  mi c r owa ve   a bs or be r s ,   pa r ti c ular ly  f or   a ppli c a ti ons   r e quir ing  b r oa f r e que nc c ove r a ge .     3. 5   Com p ar a t ive  an alys is   wit h   p r ior  s t u d y   As   r e por ted  in  pr ior   s tudi e s ,   T a ble  pr ovides   a   c ompr e he ns ive  s umm a r of   the  r e f lec ti vit pe r f or manc e   of   va r ious   biom a s s - ba s e mi c r owa ve   a bs or be r s .   I highl ight s   the   dif f e r e nt  mate r ials   e mp loyed  in  f a br ica ti ng  thes e   a bs or be r s ,   il lus tr a ti ng   the  dive r s it in   a ppr oa c he s   withi the  r e s e a r c f ield.   T he   t a ble  a ls de tails   the  s pe c if ic  s ha p e s   of   the  a bs or be r s ,   whi c play  a   c r uc ial  r ole  in  their   ove r a ll   e f f e c ti ve ne s s ,   a nd  outl ines   the  f r e que nc r a nge s   ove r   whic r e f lec ti vit wa s   mea s ur e d.   Additi ona ll y ,   it   pr e s e nts   the   mi nim um  a nd  maximum   r e f lec ti vit y   va lues   a tt a ined  by   e a c mate r ial,   c lea r ly  c ompa r ing  thei r   pe r f or man c e .   T his   s umm a r unde r s c or e s   the  pr ogr e s s   made   in  de ve lopi ng  biom a s s - ba s e a bs or be r s   a nd  s e r ve s   a s   a   be nc hmar f or   e va luating  the  a dva nc e ments   pr e s e nted  in  the  c ur r e nt  s tudy.   B a s e on  the  r e s ult s   obtaine in   thi s   s tudy,   a   c ompar a ti ve   a na lys is   with  pr io r   r e s e a r c r e ve a ls   s igni f ica nt  dif f e r e nc e s   in  pe r f or manc e ,   pa r ti c ula r l in   the  r e f lec ti vit y   a c r os s   dif f e r e nt  f r e que nc ba nds .   T he   pr e vious   r e s e a r c f oc us e d   on   biom a s s - ba s e mi c r owa ve   a bs or be r s ,   s uc h   a s   thos e   made   f r om   ba na na   lea ve s ,   s uga r c a ne   ba ga s s e ,   a nd  r ice   hus typi c a ll s ha pe pyr a mi da l.   T he s e   a bs or be r s   e xhibi ted   mi nim um  r e f lec ti vit va lues   r a nging  f r om  - 16. 0   to  - 33. d B   a nd  maximum   r e f lec ti vit y   va lues   r a nging  f r om   - 34. to     - 45. dB   a c r os s   va r ious   f r e que nc ba nds ,   pr e domi na ntl f r om  6   to  20  GH z .   I thi s   s tudy,   s e 10 - S C ,   a   pyr a mi da a bs or be r   with  a   10%   S iC   c ompos it ion,   de mons tr a ted  s upe r ior   pe r f or manc e ,   a c hieving  a   mi nim um   r e f lec ti vit o f   - 26. 6215   dB   a nd  a   maximum   of   - 55. 2752  dB ,   s pe c if ica ll in   the  C - ba nd.   T his   pe r f o r m a nc e   not  only  s ur pa s s e s   the  r e f lec ti vit o f   a bs or be r s   made   f r om   biom a s s   mate r ials   bu a ls o   indi c a tes   that   int e gr a ti ng  S iC   a nd  the  opti m ize por os it in   the  a bs or be r 's   s tr uc tur e   e nha nc e s   it s   e f f e c ti ve ne s s .   M or e ove r ,   the  c ompa r a ti ve   a na lys is   highl ight s   th a while  t r a dit ional  c e ment - ba s e a bs or be r s   with  f lat  c on f igur a ti ons ,   li ke   thos e   made   f r om   pa lm   oil   f ue l   a s h   ( P OFA)   a nd   s a wdus t,   s howe li mi ted   r e f lec ti vit with  maximum   va lues   of   - 18. a nd  - 29. dB ,   r e s pe c ti ve ly,   the  pyr a m idal  de s ign  c oupled  w it S iC   incor por a ti on  in  thi s   s tudy  led  to  a   s ubs tantial  im pr ove ment  in  a bs or pti on  c a pa bil it y.   T his   c ompar is on  unde r s c or e s   the  im por tanc e   of   mate r ial  c ompos it ion  a nd  s tr uc tur a de s ign  in  de ve lopi ng  e f f icie nt  m icr owa ve   a bs or be r s .   T hus ,   thi s   r e s e a r c pr ovides   va luable   ins ight s   int the   a dva nc e ment  of   a bs or be r   tec hnology,   pa r ti c ular ly  f o r   a ppli c a ti ons   r e quir ing  r obus E M I   r e duc ti on  a c r os s   a   wide   f r e que nc r a nge .       T a ble  5.   S umm a r y   on  biom a s s   mi c r owa ve   a bs or be r   f r om  p r ior   s tudy   M a te r ia l   S ha pe   F r e que nc y   R e f le c ti vi ty  ( dB )   R e f   M in   M a x   B a na na  l e a v e s  a nd r e s in   P yr a mi da l   6.8.5   - 33.9   - 43.1   [ 27]   R ic e  hus k, r ubbe r  t ir e  dus k a nd r e s in   P yr a mi da l   7 - 13   - 20.1   - 34.9   [ 28]   R ic e  hus k a nd r e s in   P yr a mi da l   0.01 - 20   - 16.0   - 45.9   [ 29]   P O F A   a nd   c e me nt   F la ( br ic k)   1 - 12   -   - 18.2   [ 18]   S a w dus a nd   c e me nt   F la ( br ic k)   1 - 12   -   - 29.5   [ 19]       4.   CONC L USI ON    I c onc lus ion,   thi s   r e s e a r c ha s   s hown   that   c ombi ning  c e r a mi c   mate r ials   wi th  a   c e ment - c a r bon  ba s e   a nd  us ing  a   pyr a mi da de s ign  s igni f ica ntl im pr ove s   mi c r owa ve   a bs or be r   pe r f or manc e .   T he   ne de s ign   of f e r s   be tt e r   a bs or pti on   a c r os s   a   mor e   c ompr e he ns ive  f r e que nc r a nge ,   a ddr e s s ing  the  li mi ta ti ons   of   tr a dit ional  f lat   a bs or be r s .   T he s e   im pr ove ments   a r e   be ne f icia f or   r e duc ing  E M I   in   s e ns it ive  e nvir onm e nts   li ke   a ne c hoic  c ha mber s .   T he   s tudy’ s   f indi ngs   highl ight   the  po tential  f or   f ur the r   e nha nc ing   a bs or be r   mate r ials   a nd   de s igns ,   with  a ppli c a ti ons   e xtending  to  a r e a s   s uc h   a s   r a da r   tec hnology  a nd  s tea lt s ys tems .   F or   the  r e s e a r c h   c omm unit y,   thi s   wor k   e mphas ize s   the  ne e f or   on going  innovation  in  mate r ials   a nd  de s ign  to  de ve l op  mor e   e f f e c ti ve   E M I   r e duc ti on  s olut ions .   F utur e   s tudi e s   c ould  e xplor e   other   mate r ial  c ombi na ti ons ,   r e f ine  s ha pe s ,   or   a da pt  thes e   tec hniques   f or   dif f e r e nt  indus tr ial   us e s .       AC KNOWL E DGE M E NT S     T he   a uthor s   would  li ke   to  thank  a ll   pa r tner s   invol ve in  thi s   pr ojec t,   pa r ti c ular ly  the  M a lays ian  M ini s tr of   Highe r   E duc a ti on  ( M OH E ) ,   whic h   f unde thi s   s tudy   unde r   the   F unda menta l   R e s e a r c Gr a nt   S c he me  ( F R GS)   ( P r ojec t   c ode :   F R GS/ 1/2022/ T K0/UI T M /02/ 12)   a nd   the   I ns ti tut e   of   P os tgr a dua te   S tudi e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.