T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  2 3 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 5 ,   p p .   22 ~ 31   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 2 3 i1 . 2 6 5 1 9          22     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //telko mn ika . u a d . a c. i d   A dual - ba nd  rec t a ng ula r sha pe inc o rpo ra ted  into ci r cula r patch  a ntenna for 2 .4/5   G H z  w ireless  loca l area  net w o rk   a p plica tions       Su t ha s inee  L a m ultr ee 1 ,   Na t t a k a rn  So m s a no o k 1 ,   Wa ra ra k   Na r kk o ht 1 ,   Chuw o ng   P ho ng cha ro enpa nich 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   T e l e c o mm u n i c a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g ,   R a j a ma n g a l a   U n i v e r si t y   o f   Te c h n o l o g y   I san   K h o n k a e n   C a m p u s,  K h o n k a e n ,   T h a i l a n d   2 D e p a r t me n t   o f   T e l e c o mm u n i c a t i o n s   En g i n e e r i n g ,   S c h o o l   o f   En g i n e e r i n g ,   K i n g   M o n g k u t ’ s  I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y   L a d k r a b a n g ,   B a n g k o k ,   T h a i l a n d       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 3 1 ,  2024   R ev i s ed   Oct  1 ,  2024   A cc ep ted   Oct  1 8 ,  2 0 2 4       T h is  re se a rc h   e x h ib it s  a   d e sig n   o f   a   d u a l - b a n d   p a tch   a n ten n a   (DB P A )  im p le m e n ted   b y   a   r e c tan g u lar  sh a p e   in c o rp o ra ted   in to   a   c ircu lar  p a t c h   to g e th e r  w it h   a   p a ir  o f   h a l f - w a v e len g th   in v e rted   U - slo ts  ( HW I USs )  w it h   th e   sin g le  f e e d   f o r  2 . 4 / 5   G Hz   w irele s s  lo c a l  a re a   n e t w o rk   (W LA N)   a p p li c a ti o n s.  F o r   th is   w o rk ,   th e   HW IUSs  a re   k e y   in   d e sig n in g   a   d u a l - b a n d   a n ten n a .   T h e   DBP A   is  f e d   b y   a   5 0 - Oh m   m icro strip   li n e ,   p rin te d   o n   a   c o p p e r  lay e r  o v e rlaid   o n   a n   F R 4   su b stra te  w it h   a   re lativ e   p e r m it ti v it y   o f  4 . 3   a n d   h e ig h t  o f   1 . 6   m m ,   w h il e   th e   b o tt o m   la y e r  is  b a c k e d   b y   a   p a rti a l  g ro u n d   p lan e .   A n   a n ten n a   p ro t o ty p e   w it h   a   d im e n sio n   o f   0 . 3 8 4 × 0 . 3 0 4 × 0 . 0 1 3   w a s  c o n tri v e d   a n d   a d m e a su re d   t o   v e ri fy   th e   si m u latio n .   T h e   m e a s u re m e n t  p ro v id e s  a   n e a rl y   o m n i d irec ti o n a l   p a tt e rn   w it h   a   2 . 5 5   a n d   3 . 3   d B i  p e a k   g a in   c o v e rin g   a   d u a l - b a n d   1 0   d B  re tu r n   lo ss   b a n d w id th   o f   1 5 %   ( 2 . 4 – 2 . 8   G Hz )  a n d   2 0 %   ( 4 . 9 6 – 5 . 8 6   G Hz ),   re sp e c ti v e l y .   No ti c e a b l y ,   si m u late d   | S 11 |   a n d   ra d iatio n   p a tt e rn s a re   r e a so n a b le  f o ll o w in g   e x p e ri m e n tal  re su lt s  s h o w in g   it s   p o ten ti a l   i n   2 . 4 /5   G Hz   W LAN   se rv ice s .   K ey w o r d s :   2 . 4 /5   w ir eles s   lo ca l a r ea   n et w o r k   C ir cu lar   s h ap e   Du al - b an d   an te n n a   I n v er ted   U - s lo ts   O m n id ir ec tio n al  a n ten n a   P atch   an ten n a   R ec tan g u lar   s h ap e   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 :   Su t h asi n ee   L a m u l tr ee   Facu lt y   o f   E n g i n ee r i n g ,   R aj am an g ala  U n i v er s it y   o f   T ec h n o lo g y   I s a n   K h o n k ae n   C a m p u s   Kh o n k ae n ,   4 0 0 0 0 ,   T h ailan d   E m ail:  s u t h as in ee . la @ r m u ti.a c . th       1.   I NT RO D UCT I O N     W ith   th e  r is e  o f   m o b ile  in ter n et,   in ter n et  o f   t h in g s   ( I o T ) ,   an d   B lu eto o th ,   th e  r o u ter /acc ess   p o in t  an ten n a   h as  b ec o m e  a  k ey   d ev ice  in   w ir eless   lo ca l  ar ea   n etw o r k   ( W L A N)   s y s tem s   to   ac co m m o d ate  th e  in cr ea s i n g   r eq u ir em en t  f o r   co n n ec tin g   m o b ile  ter m in als  f o r   h ig h er   tr an s m is s io n   r ates  an d   s ec u r ity .   Fo r   th e  b r o ad   ar ea   co v er ag e,   o m n id ir ec tio n al  r ad iatio n   in   th e  az im u th al  p lan e  is   s u itab ly   d esire d   f o r   th e  r o u ter   an ten n as  [ 1 ] - [ 3 ] .   W ir eless   f id elity   ( W i - Fi)  h as  tr an s f o r m ed   in to   th e  s tan d ar d   f o r   W L A N  co m m u n icatio n s   in   th e  2 . 4   an d   5   GHz   I SM  b an d s ,   w ith   th e  f r eq u en cy   r an g es  f r o m   2 . 4   to   2 . 4 8 5   GHz   as w ell  as 5 . 1 5 0 – 5 . 3 5 0   GHz ,   5 . 4 7 0 – 5 . 7 2 5   GHz ,   an d   5 . 7 2 5 – 5 . 8 5 0   GHz   [ 4 ] - [ 7 ] .   F o r   s y s t em   m o b i l i t y   a n d   e x p e d i e n c e ,   a   s i n g l e   a n t e n n a   s i m u l t a n e o u s ly   o v e r s p r e a d s   t h e   m u l t i - v a r i an t   b a n d s   i s   p r e f e r r e d   [ 8 ] - [ 1 6 ]   a s   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   i n t e g r a t e   t h e   m u l t i - f u n ct i o n a l   o p e r a t i o n   o n   a   s i n g l e   a n t e n n a   w i t h o u t   h a n d l i n g   o t h e r   d e v i c e s   l i k e   a   d u p l e x e r ,   o r   m u l t i - f e e d in g   n e t w o r k   [ 1 7 ] ,  [ 1 8 ] .   T h e r e f o r e ,   d u a l - b a n d   a n t e n n a s   a r e   r e c o m m e n d e d   t o   d o m i n a t e   t h e   2 . 4   a n d   5   G H z   W L A N   b a n d s   [ 7 ] ,   [ 1 9 ] - [ 2 1 ] .   A s s o r te d   m eth o d s   h av e   b ee n   lau n ch ed   in   th e  p ast y ea r s   to   d esig n   d u al - ,   an d   m u lti - b an d   an ten n as  th at  ar e  em p o w er ed   to   en clo s e  th e  cu r r en t  s tan d ar d s .   Fro m   th e  liter atu r e,   th e  co m p ac t,  d u al - b an d   o p er atio n ,   an   o m n id ir ec tio n al  p atter n   an ten n a  is   p r esen ted   in   [ 1 ] ,   [ 7 ] .   A   co u p le  o f   f ee d   w ith   tw o   p ar asit ic  m etals  in s id e  th e  an ten n a  b o x   is   in tr o d u ce d   to   ac h iev e  tw o   tr an s itio n   b an d   o p er atio n s   in   [ 1 ] ;  n o n eth eless ,   th e  an ten n a  g ain   is   n o t  h ig h .   R esear ch   b y   So n g   et  a l.   [ 7 ] ,   a n  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         A  dual - b a n d   r ec ta n g u la r   s h a p e  in co r p o r a ted   in t o   circu la r   p a tch   a n te n n a   f o r   …   ( S u th a s in ee   La mu ltr ee )   23   o m n id ir ec tio n al  W L A N  lo o p - s lo t  an ten n a  w ith   co m m o n - m o d e  cu r r en t  ( C MC)  is   r ep o r ted   to   co v er   d u al - b an d   o p er atio n   w ith   im p r o v in g   r ea l  g ain .   O t h e r   w a y s   t o   a c q u i r e   a n   o m n i d i r e c t i o n al   p a t t e r n   a n t e n n a   w i t h   h i g h   g a i n ,   a  c a v i t y   a n d   s l o t - d i p o l e   h y b r i d   s t r u c t u r e   w i t h   a r r a y   s c a l a b i l i t y   a r e   p r o p o s e d   i n   [ 2 ] ,   a n d   a   c o m p a c t   m o n o p o l e   a n t en n a  u s i n g   t h e   m e a n d e r   l i n e   m e t h o d   i n   a   h o r i z o n t a l   s h a p e   w i t h   d i f f e r e n t   l e n g t h s   i s   i n t r o d u c e d   i n   [ 3 ] .   O t h e r w i s e ,   t h e  a n t e n n a s   i n   [ 2 ]   a n d   [ 3 ]   c o v e r   o n l y   a   s i n g l e   b a n d   o f   2 . 4   G H z   W L A N   a p p l i c a t i o n s .   A c c o r d i n g   t o   H o s s a i n   e t   a l .   [ 5 ] ,   a   s i m p l e   s q u a r e   l o o p   m o n o p o l e   r a d i a t i n g   p a t c h   i s   i n t e g r a t e d   i n t o   a   b a n d p a s s   f i l t e r   ( B PF )   f o r   a   s i n g l e   b a n d   5   G H z   W L A N.   A   s in g le  f ee d   4 G/5 G  th r ee - b an d   an ten n a  is   p r o p o s ed   in   [ 6 ] ,   it  co n s is ts   o f   a  d u al - b an d   ( 2 . 4 /5 . 5   GHz )   f r an k lin   m o n o p o le  an ten n a  to g eth er   w ith   s tu b   in   a  p ar tial  g r o u n d ,   5 G  r ec tan g u lar   p atch   an ten n a  ( 2 8   GHz )   an d   m o d if ied   co m p ac t  m icr o s tr ip   r eso n an t  ce ll  ( C MRC )   lo w - p ass   f ilter   ( L P F)  b etw ee n   an ten n a  p ar ts   w h ich   is   co m p lex ity   in   th e  d esig n   p r o ce s s .   R esear ch   b y   Kh an   et  a l.   [ 9 ] ,   a  d ef ec ted   g r o u n d   s tr u ctu r e  ( DGS)   s lo tted   d o u b le  p atch   an ten n a  is   p r o p o s ed   f o r   W L A N  an d   5 G  ap p licatio n s;   th e  d im en s io n   o f   th e  an ten n a  is   s m all,   h o w ev er ,   its   s tr u ctu r es  k in d   o f   ad d ed   co m p lex ity .   A cc o r d in g   to   Sek o   an d   C o r r er a   [ 8 ] ,   a  co m p ac t   d im en s io n   w ith   th e   tech n iq u e  o f   m u lti - m o d e  r ad iato r s   is   p r esen ted   f o r   th e  p o r tab le  W L A N  ap p licatio n ,   h o w ev er ,   th e  an ten n a  g ai n   is   q u ite  lo w .   L i k e w i s e ,   G h o u s e   e t   a l .   [ 1 6 ]   p r e s e n t   a   c o m p a c t   d u a l - b a n d   a n t e n n a   u s i n g   c h a r a c t e r i s t i c   m o d e   t h e o r y   t o   g e n e r a t e   t w o   v a r i a n t   r e s o n a n t   m o d e s .   A s   w e l l   a s   t h e   c o m p l i c a t e d   d e s i g n   p r o c e s s   o f   t h e   m e t a m a t e r ia l - f r a cta l - d e f e c t e d   g r o u n d   s t r u c t u r e   u s e d   i n   [ 1 1 ] ,   a n d   t h e   m e t a m a t e r i al   a n t e n n a   d e s i g n   f o r   d u a l - b a n d   2 . 4 / 5   G H z   W L A N  [ 2 0 ] .   C h an g   an d   L iu   [ 1 3 ]   p r esen t  a   lo w - p r o f ile   an d   m in iatu r ized   d u al - b an d   p atch   an ten n a  ( DB P A )   b y   ap p ly i n g   m ag n etic  co u p lin g   to   en h an ce   th e  im p ed an ce   b an d w id th .   Mo r eo v er ,   a  tr i - b an d   an ten n a  co m p r is ed   o f   an   in n e r   lo o p ,   a  p ar asit ic  s tr ip ,   an d   th r ee - s id ed   v er tical  g r o u n d   to g eth er   w ith   tu n n in g   s tu b s   is   in tr o d u ce d   in   [ 1 4 ] ,   w h i c h   is   f air ly   co m p licated   in   th e  d esig n   p r o ce s s .   T h e  an ten n a  in   [ 1 5 ]   s u g g ests   th e  ar r ay   2 ×2   d u al  b an d   2 8 /3 8   GHz   m u ltip le - in p u t  m u ltip le - o u tp u t  ( MI MO )   an ten n a  b y   ad d in g   s lo ts .   T h e   tech n iq u e  o f   m u lti - m o d e  r ad iato r s   is   u s ed   to   ac h iev e  m u lti - b an d   o p er atio n   it  co m es  u p   w ith   m u lti - ex citatio n ,   m u tu al  co u p lin g ,   is o latio n ,   an d   a  m o r e   co m p licated   s tr u ctu r e   in   [ 2 1 ] .   I n   ad d itio n ,   th e  m u lti - p o r ts ,   co m p lex   s tr u ctu r e  o f   4 ×4   MI MO   o p er atin g   co v er ed   tw o   d is tin ct  - 6   d B   b an d w id th s   is   p r esen ted   b y   u s in g   th e  h alf - m o d e  p atch   an d   p ar asit ic  h alf - m o d e  p atch   ex cit ed   th r o u g h   elec tr ic  co u p lin g   [ 2 2 ] .     T h i s   w o r k   a i m s   t o   p r e s e n t   t h e   d e s i g n   o f   a   d u a l - b a n d   a n t e n n a   f o r   2 . 4 / 5   G H z   W L A N ,   t h e   s i n g l e - f e d ,   u n c o m p l i c a t e d   g e o m e t r y ,   c o s t - e f f e c t i v e n e s s ,   t w o - t r a n s m i s s i o n   b a n d   a n t e n n a   i s   p e r f o r m e d   t o   c o v e r   2 . 4 – 2 . 4 8 5   G H z   a s   w e l l   a s   5 . 1 50 – 5 . 8 5 0   G H z .   T h e  s ig n if ican t  co n tr ib u tio n s   to   th is   w o r k   ar e  as:   −   T h e  s in g le  an ten n a  is   ca p ab le  to   o p er ate  co v er ed   th e  tw o - tr an s itio n   b an d   o v er   W L A N  ap p licatio n s ;   −   T h e  an ten n a  r ad iates a n   o m n id ir ec tio n al  p atter n   w ith   a  g o o d   g ain   o v er   th e  2 . 4 /5   GHz   W L A N  ap p li ca tio n s ;   −   B y   in tr o d u cin g   th e  h alf - w a v elen g t h   in v er ted   U - s lo ts   ( HW I USs ) ,   a  w id eb an d   an ten n a  is   tr an s f o r m ed   in to   a   d u al - b an d   an ten n a  w ith o u t  d ig r ess in g   th e  r ad iatio n   p r o p er ty ;    −   O n ly   a  s in g le  f ee d   is   r eq u ir ed   th r o u g h   th e  m icr o s tr ip   lin e.   T h e  o r g an izatio n   o f   th is   ar ticle  is   as:  th e  in tr o d u ctio n   is   p r o v id ed   in   s ec tio n   1 .   T h en ,   th e  p r o ce d u r e  s p ec if ically   d esig n ed   is   r ep o r ted   th e  an ten n a  m o d el,   th e  ev o lu tio n   o f   th e  DB P A ,   an d   th e  in itial  f o r m u las  ar e  r ev ea led   in   s ec tio n   2 .   T h e  an ten n a  p r o to ty p e ,   n u m er ical  an d   m ea s u r ed   r esu lts   ar e  d is cu s s ed   in   s ec tio n   3 .   Fin all y ,   th e  co n clu s io n   is   ad d r ess ed   in   s ec tio n   4 .       2.   P RO CE DUR E   SP E CIFI CA L L Y  D E S I G NE D    2 . 1 .     Desig n la y o ut   F i g u r e   1   d e p i c t s   t h e   l a y o u t   o f   t h e   D B PA .   T h e   a n t e n n a   g e o m e t r y   c o n s i s t s   o f   a   r e c t a n g u l a r   p a t c h   o f   w id th   w r   a n d   l e n g t h   l r   i n c o r p o r a t e d   i n t o   a   c i r c u l a r   s h a p e   l o a d e d   w i t h   a   p a i r   o f   H W I U S s   o f   l e n g t h s   l u1 ,  l u2 ,  l u3   a n d   s m all  w i d t h   o f   0 . 5   m m - s l o t   p r i n t e d   o n   t o p   l a y e r   c o p p e r   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 ( a ) ;   w h e r e   h r   i s   d e n o t e d   t h e   h e i g h t   o f   r e c t a n g u l a r   s h a p e d   a b o v e   t h e   b o t t o m   o f   t h e   c i r c u l a r   p a t c h .   A t   t h e   b a c k   s i d e ,   t h e r e   i s   a   p a r t i a l   g r o u n d   p l a n e   o f   l e n g t h   l g   a n d   w i d t h   w g ,   w h e r e   w g   e q u a l s   w   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 ( b ) .   T h e   p r o p o s e d   a n t e n n a   f o r   2 . 4 / 5   G H z   W L A N  a p p l i c a t i o n s   i s   m o d e l e d   u s i n g   t h e   F R 4   s u b s t r a t e   h a v i n g   t h i c k n e s s   h   ( a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 ( c ) )   o f   1 . 6   m m ,   r e l a t i v e  p e r m i t t i v i ty   o f   4 . 3 ,   a n d   l o s s   t a n g e n t   ( t a n   δ )   o f   0 . 0 2 ,   w h e r e   t h e   o v e r a l l   s u b s t r a t e   d i m e n s i o n s   a r e   l   ×  w   ×  h  ( th e   v alu es  4 8 ×3 8 ×0 . 1 6   m m 3 ) .   T h is   p r o p o s ed   an ten n a  is   ex cited   th r o u g h   a  5 0 - Oh m   m icr o s tr ip   lin e  o f   len g th   l f   an d   w id th   o f   w f  to   d eliv er   m ax im u m   p o w er   to   th e  DB P A .   T h e  p r o ce s s   o f   d esig n in g   th e  DB P A   is   p er f o r m ed   u s i n g   C ST   Mic r o w av e  Stu d io   [ 2 3 ] .   T o   o b tain   th e  ac ce p tab le  im p ed an ce   ch ar ac ter is tic  ( | S 11 |   < - 1 0   d B )   an d   r ad iatio n   p er f o r m an ce ,   an ten n a  p ar am eter s   ar e  ad j u s ted   an d   s elec ted   f o r   th e  ap p r o p r iate  ch o ice.   Su b s eq u en tly ,   th e  f in a l   s et  o f   th e  d esig n   p ar am eter s   is   r ep o r ted   in   T ab le  1 .     2 . 2 .     E v o lutio n o f   t he  des ig n a nte nn a   T h e   s t e p w is e   m o d if i c at i o n   o f   t h e  d e s i g n e d   an t en n a   t o   th e   f in al   D B P A   is   ex p o s e d   t o   v i ew   in   th r ee   s u c c es s iv e   s t ag es   a s   p o r t r ay e d   i n   F ig u r e   2 .   T h e   c i r c u l a r   p a tc h   o f   r a d iu s   r   ( v a lu e   1 3   m m )   f e d   b y   a   5 0 - O h m   m i c r o s t r i p   lin e   a n d   b a ck e d   b y   a   p a r t i a l   g r o u n d   p l an e   ( A n t # 1   in   F ig u r e   2 ( a ) )   is   f i r s tly   d es ig n ed ,   b y   u s in g   ( 1 )   [ 2 4 ] ,   w h e r e   r   is   th e   r a d iu s   in   cm ,   t o   r e s o n a t e   at   2 . 4 5   G H z .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 25 :  22 - 31   24         ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r e  1 .   L a y o u t o f   t h e  DB P A:  ( a)   to p   v ie w ,   ( b )   r ea r   v ie w ,   an d   ( c)   s id e  v ie w       T ab le  1 .   Selecte d   b est v alu es  f o r   p ar am eter s   o f   t h e  DB P A   V a r i a b l e   P a r a me t e r   P h y si c a l   s i z e   ( mm )   w   W i d t h   o f   t h e   su b st r a t e   38   l   L e n g t h   o f   t h e   s u b st r a t e   48   r   R a d i u s o f   t h e   c i r c u l a r   p a t c h   13   l r   L e n g t h   o f   a   r e c t a n g u l a r   p a t c h   1 9 . 5   w r   W i d t h   o f   a   r e c t a n g u l a r   p a t c h   38   h r   H e i g h t   o f   t h e   r e c t a n g u l a r   p a t c h   a b o v e   t h e   b o t t o m o f   t h e   c i r c u l a r   p a t c h   8   l u1   T h e   v e r t i c a l   l o n g   l e n g t h   o f   H W I U S   19   l u2   T h e   h o r i z o n t a l   l e n g t h   o f   H W I U S   10   l u3   V e r t i c a l   sh o r t   l e n g t h   o f   H W I U S   9   t   T h i c k n e ss o f   t h e   c o p p e r   l a y e r   0 . 0 3 5   l f   L e n g t h   o f   t h e   f e e d i n g   mi c r o st r i p   l i n e   17   w f   W i d t h   o f   t h e   f e e d i n g   mi c r o st r i p   l i n e   3   l g   L e n g t h   o f   t h e   g r o u n d   p l a n e   17   w g   W i d t h   o f   t h e   g r o u n d   p l a n e   38   h   T h e   t h i c k n e ss o f   t h e   su b st r a t e   1 . 6       w l r f l f w   h r l r w r   l u2 l u1 l u3   ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r e   2 .   T h e  d ev elo p ed   an ten n a:  ( a)   An t# 1 ,   ( b )   A n t# 2 ,   an d   ( c)   p r o p o s ed   DB P A       = 72 2 . 25   G Hz   ( 1 )     w h er e   f r   is   th e  r eso n an ce   f r eq u en c y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         A  dual - b a n d   r ec ta n g u la r   s h a p e  in co r p o r a ted   in t o   circu la r   p a tch   a n te n n a   f o r   …   ( S u th a s in ee   La mu ltr ee )   25   Me an w h ile,   th e  w id t h   w f   of   3   m m   a n d   len g t h   l f   o f   1 7   m m   ar e  co m p u ted   f o r   a  5 0 - Oh m   i m p ed an ce   u s in g   ( 2 ) ,   ( 3 )   [ 2 5 ] :     = 2 ℎ { ( 60 2 √ ) − 1 −  ( 120 2 √ − 1 ) + − 1 2 (  ( 60 2 √ − 1 ) + 0 . 39 − 0 . 61 ) }   ( 2 )     = 4   ( 3 )     w h er e    is   th e  g u id e  w a v elen g t h .   I n   th e  s ec o n d   s ta g e,   th e  r ec ta n g u lar   p atch   o f   le n g th   l r   a n d   w id th   w r   is   i n s er ted   in to   th e  cir cu lar   p atch   ( A n t#   2 )   m a k i n g   t h e  an te n n a  d i m en s io n   lar g er   th a n   th e  A n t# 1   as  d ep i cted   in   Fig u r e  2 ( b )   th e  len g t h   l r   a n d   w id t h   w r   ar e  d esig n e d   b y   co n s id er in g   t h e  f r in g in g   e f f ec t a s   ( 4 ) - ( 6 )   [ 2 5 ] :     = 2 √ 2 + 1   ( 4 )     = 2 √ − 0 . 824 ℎ [ ( + 0 . 3 ) ( + 0 . 264 ℎ ) ( − 0 . 258 ) ( + 0 . 8 ℎ ) ]   ( 5 )     w h er e    is   an   e f f ec ti v e  d ielec tr ic  co n s tan t.     = + 1 2 + − 1 2 √ 1 + 12 ℎ   (6 )     I n   th e  f i n al  p h ase  o f   t h e  d esig n ,   a  p air   o f   HW I USs   is   i n te g r a ted   in to   th e  r ad iati n g   p atc h ,   as   illu s tr ated   in   F ig u r e  2 ( c) .   T h e  co m b i n ed   l en g t h   o f   l u1 ,   l u2 ,   an d   l u3   is   ap p r o x i m ate l y   h al f   o f   t h e  4   GHz   wav elen g t h   ( 3 8   m m ) ,   en ab lin g   t h e  tr an s itio n   f r o m   w id eb an d   to   d u al - b an d   o p er atio n .   A n t  # 1   ex h ib it s   an   o m n i d ir ec tio n al  r ad iatio n   p atter n   w ith   a  g ai n   o f   2 . 1 9   d B i  an d   a  r etu r n   lo s s   o f   1 0   d B   ac r o s s   th e  f r eq u en c y   r an g e  o f   2 . 2 6 - 6 . 7 7   GHz ,   as   s h o w n   in   F ig u r es 3   an d   4 ( a) .   F o r   A n t   # 2 ,   a n   in it i a l   l en g th   ( l r )   o f   2 9 . 5   m m   an d   a   w i d th   ( w r )   o f   3 8   m m   w e r e   u s e d .   T h e   l en g th   l r   w as  s u b s e q u en t ly   s h o r t en e d   f r o m   th e   b o t t o m   u p   t o   im p r o v e   th e   | S 11 | ,   w h il e   t h e   w i d t h   r em a in e d   f ix e d .   T h i s   a d ju s tm en t  a l s o   r ai s e d   th e   h e ig h t  ( h r )   a b o v e   th e   l o w e r   e d g e   o f   th e   c i r c u l ar   p a t ch   t o   o p tim i z e  im p e d an c e   m a tc h in g .   A n t  # 2 ' s   l a r g e r   e l e ct r i c a l  s iz e   r es u l ts   in   a   d e e p e r   | S 11 |   c o m p a r e d   t o   A n t  # 1   a n d   s h if t s   th e   r es o n a n c e   f r e q u en cy   d o w n w a r d ,   p r o d u c in g   an   o m n i d i r ec t i o n a l  p a t t e r n   w ith   a  g a in   o f   2 . 3 8   d B i  an d   a  r e tu r n   l o s s   o f   1 0   d B   a c r o s s   2 . 0 3 - 4 . 9 1   G Hz ,   as   d e p i c t e d   in   F ig u r es   3   an d   4 ( b ) .   T h e   f i n a l   d es ig n   o f   th e   p r o p o s ed   D B PA   s u p p o r t s   an   o m n i d i r e ct i o n al   p a tt e r n   a c r o s s   tw o   b a n d w i d th s :   2 . 1 6 - 2 . 8 5   GHz   a n d   4 . 8 - 5 . 9 6   G H z ,   w i th   m ax im u m   g a in s   o f   2 . 5   d B i   a t   2 . 4 5   G H z   an d   2 . 6 6   d B i   a t   5 . 5   G H z ,   a s   s h o w n   in   Fig u r es   3   a n d   4 ( c ) .             Fig u r e  3 .   C o m p ar in g   s i m u late d   | S 11 |   o f   th e  d ev e lo p ed   an ten n a       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 25 :  22 - 31   26       ( a)   ( b )         ( c)     Fig u r e  4 .   3 D  r ad iatio n   p atter n   o f   ( a)   A n t# 1 ,   ( b )   A n t# 2 ,   an d   ( c)   DB P A       Fig u r e  5   ill u s tr ate s   t h e  i m p ac t  o f   h r   o n   | S 11 | .   A d d in g   a  r ec ta n g u lar   p atc h   o v er   t h e  cir c u lar   p atch   ( w it h   h r   o f   0   m m   an d   l r  o f   2 9 . 5   m m )   r esu lt s   in   a  d eg r ad atio n   o f   | S 11 | .   I n   co n tr ast  to   s h o r ten i n g   l r ,   in c r ea s in g   h r   en h a n ce s   |S 11 |   a t  lo w er   f r eq u e n cies  a n d   ex p an d s   th e  b an d w id t h .   A cc o r d in g l y ,   l r   o f   1 9 . 5   m m   a n d   h r  o f   8   m m   w er e  s elec ted   f o r   o p tim a l  | S 11 |   a n d   to   f ac ilit a te  d u al - b a n d   o p er atio n .           Fig u r e  5 .   T h e  ef f ec t o f   h r   o n   t h e  | S 11 |       Su b s eq u e n tl y ,   a   p air   o f   HW I U Ss   w a s   ad d ed   to   th e  r ad iati n g   p atch   to   ac h iev e   d u al - b an d   p er f o r m a n ce .   T h e  ef f ec t s   o f   l u1   a n d   l u2   o n   | S 11 |   ar e  a n al y ze d   i n   Fig u r es  6   a n d   7 .   I n   Fi g u r e  6 ,   l u1   v ar ie s   b et w ee n   1 7 ,   1 9 ,   an d     2 1   m m ,   w h ile  l u2   r e m ain s   f ix ed   at  1 0   m m ,   an d   l u3   ad j u s t s   to   m a in tai n   a  to tal  HW I US  le n g t h   o f   3 8   m m .   I n cr ea s i n g   l u1   lead s   to   a  s h if t  o f   t h e  lo w er   b an d   r eso n an ce   f r eq u e n c y   h i g h er ;  w h ile  en h a n ci n g   b a n d w id th   at  t h e  u p p er   b an d .   Am o n g   t h e  v ar iatio n s   o f   l u1 ,   t h e  1 9   m m   len g t h   o f f er s   th e  b e s t  | S 11 |   p er f o r m a n ce   f o r   b o th   b an d s ;  th er e f o r e,   it  w as   s elec ted   f o r   f u r t h er   e x a m in a ti o n   o f   d i f f er en t  l u2   v al u es,  as   s h o w n   in   Fi g u r e  7 .   C h a n g es  in   l u2   p r i m ar il y   a f f ec t   |S 11 |   a t th e  u p p er   b an d ,   w h er e  l o n g er   l u2   r esu lt s   in   w id er   b an d w id t h   an d   a  s lig h t  f r eq u en c y   s h i f t u p w ar d .   O f   th e   th r ee   o p tio n s   f o r   l u2   ( 8 ,   1 0 ,   a n d   1 2   m m ) ,   1 0   m m   w a s   c h o s en   a s   it  d eli v er s   a  1 0   d B   r e tu r n   lo s s   o v er   t h e     2 . 4 /5   GHz   w id e  ar ea   n et w o r k   ( W A N)   b an d w id th s   an d   p r o v i d es a n   i m p r o v ed   | S 11 |   in   t h e  u p p er   b an d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         A  dual - b a n d   r ec ta n g u la r   s h a p e  in co r p o r a ted   in t o   circu la r   p a tch   a n te n n a   f o r   …   ( S u th a s in ee   La mu ltr ee )   27       Fig u r e  6 .   T h e  ef f ec t o f   l u1   o n   t h e  | S 11 |           Fig u r e  7 .   T h e  ef f ec t o f   l u2   o n   t h e  | S 11 |       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T o   in s is t  o n   th e  n u m er ical  o u tco m es,  a  p r o to ty p e  o f   DB P A   w as  f ab r icate d   o n   an   FR 4   s u b s tr ate  w ith   a  r elativ e  p er m itti v ity   o f   4 . 3   f o llo w in g   th e  d esig n ed   d im en s io n s   in   T ab le  1   as  s h o w n   in   Fig u r es  8 ( a)   an d   ( b )   f o r   th e  to p   an d   th e  r ea r   v iew s ,   r esp ec tiv ely .   T h e  DB P A   p r o to ty p e  w as  co n n ec ted   to   a  co ax ial  f ee d in g   p o r t  v ia  a  50 - o h m   s u b m in iatu r e  v er s io n   A  co n n ec to r .   Usi n g   an   E 5 0 6 3 A   n etw o r k   an aly ze r   as  in   Fig u r e  8 ( c) ,   th e  | S 11 | ,   2 D - r ad iatio n   p atter n ,   an d   g ain   o f   th e  p r o p o s ed   DB P A   ar e  test ed .   Fig u r e  9   d ep icts   th e  s im u lated   an d   test ed   | S 11 |   an d   an ten n a  g ain s .   Vis ib ly ,   b o th   s ets  p ay   atten tio n   to   a  s im ilar   tr en d ,   an d   th e  m o s t  co n s is ten t  s im u lated   an d   test ed   v alu es  d o   n o t d r if t  m u ch   f r o m   ea ch   o th er .   T h e  v ar ian ce   w as  lik ely   f r o m   a  m in o r   d is s im ilar ity   in   th e  s im u lat i o n   an d   m ea s u r em en t  s etu p :  a  5 0 -   Oh m   s u b m in iatu r e  v er s io n   A   co n n ec to r   in   th e  test ed   s etu p   w as  n o t  co n s id er ed   in   th e  s im u latio n .   W e  w an t  to   em p h asize  o n ly   th e  s im u lated   f ea tu r e  o f   th e  an ten n a  its elf ,   n o t  o th er   p ar ts ,   an d   to   m in im ize  th e  tim e - co n s u m in g   p r o ce s s .   T h ey   co m e  u p   w ith   th e  - 1 0   d B   | S 11 |   co v er in g   th e  tw o   b an d w id th s   o f   W L A N  ap p licatio n s   o f   2 . 1 6 – 2 . 8 5   GHz   ( 2 7 . 8 %),   4 . 8 – 5 . 9 6   GHz   ( 2 1 . 5 %)  f o r   th e  s im u latio n ,   an d   2 . 4 – 2 . 8   GHz   ( 1 5 %),   4 . 9 6 – 5 . 8 6   GHz   ( 2 0 %)  f o r   th e  m ea s u r em en t.             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r e  8 .   T h e  DB P A   p r o to ty p e:  ( a)   to p   v ie w ,   ( b )   r ea r   v ie w ,   an d   ( c)   m ea s u r e m e n t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 25 :  22 - 31   28       Fig u r e  9 .   C o m p ar in g   s i m u late d   an d   m ea s u r ed   | S 11 |   an d   g a in   o f   th e  p r o p o s ed   DB P A       B esid es  th e  | S 11 | ,   th e  2 D  r ad iatio n   p atter n   in   xz -   an d   yz - p lan es  is   also   ex am in ed   at  th e  ce n ter   o p er atin g   f r eq u en cies  o f   2 . 4 5   an d   5 . 5   GHz   as  p lo tted   in   n o r m alize d   s ca le  as  in   Fig u r es  1 0   an d   1 1 .   I n   t h e   e x p e r i m en tal  s e t u p ,   t w o   i d e n t i c a l   D B PA s   w e r e   u s e d   t o   t r a n s m i t   a n d   r e c e i v e   a n t e n n a s .   V i s i b l y ,   t h e   e x p e r i m e n t a l   r a d i a t i o n   p a t t e r n s   f o l l o w   t h e   s a m e   t r e n d   a n d   a r e   s e n s i b l y   a c c e p t e d   w i t h   t h e   s i m u l a t e d   r e s u l t s .   T h i s   p r o p o s e d   D B PA   d i s p lay s   a n   o m n i d i r e c t i o n a l   p a t t e r n   i n   t h e   xz - p l a n e ,   a s   s e e n   i n   F i g u r e   1 0 ( a ) ,   a n d   a   f i g u r e - e i g h t   p a t t e r n   i n   t h e   yz - p l a n e ,   a s   d e p i c t e d   i n   F i g u r e   1 0 ( b ) .   S i m i l a r l y ,   i t   p r e s e n t s   a   n e a r l y   o m n i d i r e c t i o n a l   p a t t e r n   i n   t h e   xz - p l a n e   a n d   l i k e   a   f i g u r e - e i g h t   p a t t e r n   i n   t h e   yz - p l a n e   as   s h o w n   i n   F i g u r e s   11 ( a )   a n d   ( b ) ,   r e s p e c t i v e l y .  T h e   D B PA   a c h i e v e s   l i n e ar   p o l a r i z a t i o n   w i t h   p e a k   s i m u l a t e d   g a i n s   o f   2 . 5   d B i   a t   2 . 4 5   G H z   a n d   2 . 6 6   d B i   a t   5 . 5   G H z ,   a l o n g   w i t h   t e s t e d   g a in s   o f   2 . 4 8   d B i   a n d   2 . 7   d B i   a t   t h o s e   r e s p e c t i v e   f r e q u e n c i e s   a s   s e e n   i n   F i g u r e   9 .       S i m u l a t i o n Me a s u r e m e n t - 0 d B - 1 0 d B - 2 0 d B - 3 0 d B - 4 0 d B 0° 3 0 °   6 0 °   9 0 °   1 2 0 °   1 5 0 °   1 8 0 °   1 5 0 °   1 2 0 °   9 0 °   6 0 °   3 0 °   q - 0 d B - 1 0 d B - 2 0 d B - 3 0 d B - 4 0 d B 0° 3 0 °   6 0 °   9 0 °   1 2 0 °   1 5 0 °   1 8 0 °   1 5 0 °   1 2 0 °   9 0 °   6 0 °   3 0 °   q   ( a)   ( b )     Fig u r e  1 0 .   Si m u lated   an d   m ea s u r ed   r ad iatio n   p atter n s   at  2 . 4 5   GHz : ( a)   xz - p lan e   an d   ( b )   yz - p lan e       - 0 d B - 1 0 d B - 2 0 d B - 3 0 d B - 4 0 d B 0° 3 0 °   6 0 °   9 0 °   1 2 0 °   1 5 0 °   1 8 0 °   1 5 0 °   1 2 0 °   9 0 °   6 0 °   q 3 0 °   S i m u l a t i o n Me a s u r e m e n t - 0 d B - 1 0 d B - 2 0 d B - 3 0 d B - 4 0 d B 0° 3 0 °   6 0 °   9 0 °   1 2 0 °   1 5 0 °   1 8 0 °   1 5 0 °   1 2 0 °   9 0 °   6 0 °   3 0 °   q   ( a)   ( b )     Fig u r e  1 1 .   Si m u lated   an d   m ea s u r ed   r ad iatio n   p atter n s   at  5 . 5   GHz : ( a)   xz - p lan e   a n d   ( b )   yz - p lan e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         A  dual - b a n d   r ec ta n g u la r   s h a p e  in co r p o r a ted   in t o   circu la r   p a tch   a n te n n a   f o r   …   ( S u th a s in ee   La mu ltr ee )   29   Fu r th er m o r e,   th e  co m p ar is o n   b etw ee n   th e  p r o p o s ed   an ten n a  an d   o th er   d esig n s   in   r ef er en ce s   is   s h o w n   in   T ab le  2 .   W ith   u n b iased   co m p ar is o n ,   i.e . ,   th e  n o r m alize d   d im e n s io n   o f   th e  an ten n a− λ L ,   r ep r esen tin g   th e  f r ee - s p ac e  w av elen g t h   at  th e  lo w est  o p er ated   f r eq u en cy   in   ea ch   d esig n .   T h e  an ten n a  in   [ 1 ] ,   [ 3 ] ,   an d   [ 7 ]   ar e  m o r e   co m p ac t  p r o v id in g   an   o m n id ir ec tio n al  p atter n   o v er   th e  W L A N  b an d ;  n o n eth eless ,   [ 1 ]   an d   [ 7 ]   o f f er   a  lo w er   g ai n   o v er   2 . 4 /5   GHz   W L A N,   w h ile  [ 3 ]   y ield s   s lig h tly   h ig h er   g ain   co v er in g   o n ly   th e  lo w er   b an d   2 . 4   GHz   W L A N .   T h e  an ten n a  s tr u ctu r e  in   [ 2 ] ,   [ 3 ] ,   [ 5 ] ,   [ 7 ] ,   [ 9 ] ,   [ 2 1 ]   is   m o r e  co m p licated .   T ab le  2   s h o w s   th at  th e  p r o p o s ed   an ten n a   p o s s ess es  th e  s am e  s ize  as  a  s m all  an ten n a  in   [ 5 ] - [ 9 ] ,   [ 2 0 ] ,   th e  s im p lest   s tr u ctu r e  am o n g   1 0   d esig n s ;  m ea n w h i l e ,   it  p r o v id es  a  k in d   o f   an   o m n id ir ec tio n al  p atter n   w ith   g o o d   g ain   co v er in g   th e  2 . 4 /5   W L A N  co m p ar ed   to   o th er   d esig n s .       T ab le  2 .   Qu alit y   co m p ar is o n s   R e f .   A n t e n n a   t y p e   D i me n si o n   ( λ L )   B a n d w i d t h   P a t t e r n   S t r u c t u r e   c o mp l e x i t y   G a i n   ( d B i )   [ 1 ]   3 - D   sl o t s   0 . 1 8 × 0 . 0 8 × 0 . 2 0   2 . 3 8 − 2 . 5 1   G H z ,   4 . 8 − 5 . 9   G H z   O mn i d i r e c t i o n a l   L e ss   1 . 6   2 . 3   [ 2 ]   8 - a r r a y   o f   a   c a v i t y   a n d   sl o t - d i p o l e   h y b r i d   s t r u c t u r e   L × 0 . 6 L ( N / A ) × 0 . 9 9 6   2 . 3 9 – 2 . 4 9   G H z   O mn i d i r e c t i o n a l   M o r e   10   [ 3 ]   P a t c h   a n t e n n a   0 . 0 1 2 × 0 . 0 7 × 0 . 0 0 1   2 . 3 7 – 2 . 4 6   G H z   Q u a si - o mn i d i r e c t i o n a l   M e d i u m   2 . 8   [ 5 ]   F i l t e n n a   0 . 3 5 1 × 0 . 5 × 0 . 0 2 7   5 . 1 5 - 5 . 3 5   G H z   O mn i d i r e c t i o n a l   M e d i u m   2 . 5   [ 6 ]   F r a n k l i n   mo n o p o l e   0 . 3 2 4 × 0 . 2 8 8 × 0 . 0 0 4   2 . 1 6 − 2 . 5 3   G H z ,   4 . 5 8 − 5 . 8   G H z   2 6 . 8 − 3 0   G H z   N e a r l y   o mn i d i r e c t i o n a l   M o r e   1 . 9 5   3 . 7 6   7 . 3 5   [ 7 ]   3 - se c t o r   l o o p - sl o t   w i t h   st u b   a n d   C M C   0 . 0 2 5 × 0 . 0 2 7 × N / A   2 . 1 5 – 2 . 6 5   G H z   4 . 8 5 – 5 . 9 2   G H z   O mn i d i r e c t i o n a l   M e d i u m   0 . 9 5   2 . 4 3   [ 9 ]   D G S   s l o t s d o u b l e - p a t c h   0 . 3 5 ×   0 . 3 5 × 0 . 0 0 4   2 . 4 5 – 2 . 4 9 5   G H z ,   5 . 0 – 6 . 3   G H z ,   23 – 2 8   G H z   O mn i d i r e c t i o n a l   M o r e   3 . 5 5   4 . 7 2   5 . 8 5   [ 2 0 ]   M e t a m a t e r i a l   0 . 3 1 × 0 . 4 0 3 × 0 . 0 1 6   2 . 1 6 4 − 2 . 6 3 8   G H z ,   4 . 4 8 − 5 . 8 1 2   G H z   D i r e c t i o n a l   L e ss   3 . 5   3 . 5 3   [ 2 1 ]   M I M O   0 . 9 × 0 . 3 7 5 × 0 . 0 0 5   2 . 2 5 – 2 . 6 3   G H z ,   5 . 1 4 – 6 . 0 6   G H z   U n i d i r e c t i o n a l   M o r e   5 . 2   6 . 7   T h i s  w o r k   P a c h   w i t h   sl o t s   0 . 3 8 4 × 0 . 3 0 4 × 0 . 0 1 3   2 . 4 – 2 . 8   G H z ,   4 . 9 6 – 5 . 8 6   G H z   O mn i d i r e c t i o n a l   L e ss   2 . 5 5   3 . 3       4.   CO NCLU SI O N     A   d u al - b an d   p atch   an ten n a  f ab r icate d   b y   a  r ec tan g u lar   s h ap e  in co r p o r ated   in to   a  cir cu lar   p atch   w i t h   a  p air   o f   in v er ted   U - s lo ts   co v er in g   2 . 4 – 2 . 8   GHz   an d   4 . 9 6 – 5 . 8 6   GHz   to   s u p p o r t  2 . 4 /  5   GHz   W L A N  ap p licatio n s   is   in tr o d u ce d .   T h e  p r o p o s ed   an ten n a  is   p r in ted   o n   th e  co p p er   lay er   o f   th e  FR 4   s u b s tr ate,   b ac k ed   b y   a  p ar tial  g r o u n d   p lan e  at  th e  b o tto m   lay er ,   f ed   b y   a  5 0 - Oh m   m icr o s tr ip   lin e,   an d   ad j o in ed   to   th e  co ax ial  lin e  v ia  th e   s u b m in iatu r e  v er s io n   A   co n n ec to r .   I n   th is   w o r k ,   a  p air   o f   HW I USs   is   cr u cial  in   b r ea k in g   w id eb an d   to   a  tw o - b an d w id th   o p er atio n .   T h e  m ea s u r ed   r ad iatio n   p atter n   o f   th e  p r o p o s ed   DB P A   s h o w s   th e  m ax im u m   g ain   o f   2 . 5 5   d B i  at  2 . 5   GHz   an d   3 . 3   d B i  at  5 . 1   GHz ,   f o r   lin ea r   p o lar izatio n   o n   its   p r in cip al  cu t  p lan e.   T h e  ex p er im en tal  | S 11 | ,   n o r m alize d   2 D - r ad iat io n   p atter n ,   an d   an ten n a  g ain   af f ir m   w ell  s im u latio n   r esu lts .   T h is   an ten n a  f ea tu r es  a  s im p le  s tr u ctu r e  an d   r ad iatin g   o m n id ir ec tio n al  r ad iatio n   p atter n ,   m ak in g   it  s u itab le  f o r   d u al  o p er atio n   at  2 . 4 / 5   GHz   W L A N  f o r   in d o o r   an d   o u td o o r   ap p licatio n s .   T h is   s in g le   DB P A   co u ld   b e  d ev elo p ed   in to   an   an ten n a  ar r ay   to   en h an ce   its   p er f o r m an ce   in   f u tu r e  r esear ch .   A d d itio n ally ,   th e  an ten n a  is   p r o tecte d   b y   a  r ad o m e  in   p r ac tical  s ettin g s ,   w h ich   in tr o d u ce s   f u r th er   co n s id er atio n s   f o r   its   d esig n   an d   p er f o r m an ce   in   th e  n ex t  p h ase s   o f   d ev elo p m en t.  T h is   r esear ch   s ee k s   to   co n tr ib u te  to   th e  ev o lv in g   lan d s ca p e  o f   w ir eless   co m m u n icatio n   b y   p r o v id in g   an   ef f icien t  d u al - b an d   o m n id ir ec tio n al  an ten n a  s o lu tio n .   T h is   d ev elo p m en t  w ill  s u p p o r t  th e  cu r r en t   d em an d s   o f   W L A N  s y s tem s   an d   p r o v id e  a  f o u n d atio n   f o r   f u tu r e  ad v an ce m en ts   in   m o b ile  in ter n et,   I o T   co n n ec tiv ity ,   an d   o th er   w ir eless   tech n o lo g ies.       ACK NO WL E D G E M E NT S    T h is   r esear ch   p r o j ec t  is   s u p p o r ted   b y   R aj am an g ala  Un iv er s ity   o f   T ec h n o lo g y   I s an   (c o n tr ac t  n o .   E NG6 /6 7 ) .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   J .   G u o ,   H .   B a i ,   A .   F e n g ,   Y .   L i u ,   Y .   H u a n g ,   a n d   X .   Z h a n g ,   “ A   C o m p a c t   D u a l - B a n d   S l o t   A n t e n n a   w i t h   H o r i z o n t a l l y   P o l a r i z e d   O m n i d i r e c t i o n a l   R a d i a t i o n , ”   I E E E   A n t e n n a s   a n d   W i r e l e s s   P r o p a g a t i o n   L e t t e r s ,   v o l .   2 0 ,   n o .   7 ,   p p .   1 2 3 4 – 1 2 3 8 ,   J u l .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / L A W P . 2 0 2 1 . 3 0 7 6 1 6 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   20 25 :  22 - 31   30   [ 2 ]   Y .   Z h a n g   a n d   Y .   L i ,   “ S c a l a b l e   O m n i d i r e c t i o n a l   D u a l - P o l a r i z e d   A n t e n n a   U s i n g   C a v i t y   a n d   S l o t - D i p o l e   H y b r i d   S t r u c t u r e , ”   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n ,   v o l .   7 0 ,   n o .   6 ,   p p .   4 2 1 5 – 4 2 2 3 ,   J u n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T A P . 2 0 2 1 . 3 1 3 8 5 5 2 .   [ 3 ]   H .   H .   I b r a h i m   e t   a l . ,   “ L o w   P r o f i l e   M o n o p o l e   M e a n d e r   L i n e   A n t e n n a   f o r   W L A N   A p p l i c a t i o n s , ”   S e n s o r s ,   v o l .   2 2 ,   n o .   1 6 ,   p .   6 1 8 0 ,   A u g .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 2 1 6 6 1 8 0 .   [ 4 ]   D .   S á n c h e z - H e r n á n d e z ,   M u l t i b a n d   i n t e g r a t e d   a n t e n n a s   f o r   4 G   t e r m i n a l s .   A r t e c h   H o u s e ,   2 0 0 8 .   [ 5 ]   M .   M .   H o s a i n ,   S .   K u m a r i ,   a n d   A .   K .   T i w a r y ,   “ C o m p a c t   f i l t e n n a   f o r   W L A N   a p p l i c a t i o n s , ”   J o u r n 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   E l 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 .   1 8 ,   n o .   1 ,   p p .   7 0 – 7 9 ,   M a r .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 5 9 0 / 2 1 7 9 - 1 0 7 4 2 0 1 9 v 1 8 i 1 1 2 2 0 .   [ 6 ]   M .   E .   Y a s s i n ,   H .   A .   M o h a m e d ,   E .   A .   F .   A b d a l l a h ,   a n d   H .   S .   E l - H e n n a w y ,   “ S i n g l e - f e d   4 G / 5 G   m u l t i b a n d   2 . 4 / 5 . 5 / 2 8   G H z   a n t e n n a , ”   I E T   M i c r o w a v e s ,   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n ,   v o l .   1 3 ,   n o .   3 ,   p p .   2 8 6 – 2 9 0 ,   F e b .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - m a p . 2 0 1 8 . 5 1 2 2 .   [ 7 ]   W .   S o n g ,   Z .   W e n g ,   Y . - C .   J i a o ,   L .   W a n g ,   a n d   H . - W .   Y u ,   “ O m n i d i r e c t i o n a l   W L A N   A n t e n n a   W i t h   C o m m o n - M o d e   C u r r e n t   S u p p r e s s i o n , ”   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n ,   v o l .   6 9 ,   n o .   9 ,   p p .   5 9 8 0 – 5 9 8 5 ,   S e p .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T A P . 2 0 2 1 . 3 0 7 6 2 6 1 .   [ 8 ]   M .   H .   S e k o   a n d   F .   S .   C o r r e r a ,   “ Q u a d - b a n d   p r i n t e d   a n t e n n a   f o r   p o r t a b l e   W L A N   a p p l i c a t i o n s , ”   J o u r n 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   E l 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 .   1 8 ,   n o .   2 ,   p p .   1 7 3 – 1 8 3 ,   J u n .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 5 9 0 / 2 1 7 9 - 1 0 7 4 2 0 1 9 v 1 8 i 2 1 5 0 6 .   [ 9 ]   Z .   K h a n ,   M .   H .   M e m o n ,   S .   U r   R a h m a n ,   M .   S a j j a d ,   F .   L i n ,   a n d   L .   S u n ,   “ A   s i n g l e - f e d   m u l t i b a n d   a n t e n n a   f o r   W L A N   a n d   5 G   a p p l i c a t i o n s , ”   S e n s o r s   ( S w i t z e r l a n d ) ,   v o l .   2 0 ,   n o .   2 1 ,   p p .   1 – 1 3 ,   N o v .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 0 2 1 6 3 3 2 .   [ 1 0 ]   A .   A .   J a b b e r ,   A .   K .   J a s s i m ,   a n d   R .   H .   T h a h e r ,   “ C o m p a c t   r e c o n f i g u r a b l e   P I F A   a n t e n n a   f o r   w i r e l e s s   a p p l i c a t i o n s , ”   T e l k o m n i k a   ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t i n g   E l e c t r o n i c s   a n d   C o n t r o l ) ,   v o l .   1 8 ,   n o .   2 ,   p p .   5 9 5 – 6 0 2 ,   A p r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / t e l k o m n i k a . v 1 8 i 2 . 1 3 4 2 7 .   [ 1 1 ]   A .   A n n o u ,   S .   B e r h a b ,   a n d   F .   C h e b b a r a ,   “ M e t a m a t e r i a l - f r a c t a l - d e f e c t e d   g r o u n d   s t r u c t u r e   c o n c e p t s   c o m b i n i n g   f o r   h i g h l y   m i n i a t u r i z e d   t r i p l e - b a n d   a n t e n n a   d e s i g n , ”   J o u r n 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   E l 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 .   1 9 ,   n o .   4 ,   p p .   5 2 2 – 5 4 1 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 5 9 0 / 2 1 7 9 - 1 0 7 4 2 0 2 0 V 1 9 I 4 8 9 4 .   [ 1 2 ]   Z .   P a t e l   a n d   A .   S a r v a i y a ,   “ N o v e l   s e r i e s   f e d   d u a l   b a n d   c i r c u l a r   p o l a r i z a t i o n   a n t e n n a   f o r   n a v i g a t i o n a l   s a t e l l i t e   sy s t e m , ”   T E L K O M N I K A   ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t i n g   E l e c t r o n i c s   a n d   C o n t r o l ) ,   v o l .   2 0 ,   n o .   2 ,   p .   2 5 2 ,   A p r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / t e l k o m n i k a . v 2 0 i 2 . 2 3 3 1 5 .   [ 1 3 ]   L .   C h a n g   a n d   H .   L i u ,   “ L o w - P r o f i l e   a n d   M i n i a t u r i z e d   D u a l - B a n d   M i c r o s t r i p   P a t c h   A n t e n n a   f o r   5 G   M o b i l e   T e r m i n a l s , ”   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n ,   v o l .   7 0 ,   n o .   3 ,   p p .   2 3 2 8 – 2 3 3 3 ,   M a r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T A P . 2 0 2 1 . 3 1 1 8 7 3 0 .   [ 1 4 ]   P .   H .   J u a n   a n d   S .   W .   S u ,   “ E M C   H y b r i d   L o o p / M o n o p o l e   L D S   A n t e n n a   W i t h   T h r e e - S i d e d   G r o u n d   W a l l s   f o r   2 . 4 / 5 / 6   G H z   W L A N   O p e r a t i o n , ”   I E E E   A n t e n n a s   a n d   W i r e l e s s   P r o p a g a t i o n   L e t t e r s ,   v o l .   2 2 ,   n o .   9 ,   p p .   2 2 0 0 – 2 2 0 4 ,   S e p .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / L A W P . 2 0 2 3 . 3 2 8 1 4 5 7 .   [ 1 5 ]   S .   E .   D i d i ,   I .   H a l k h a m s ,   M .   F a t t a h ,   Y .   B a l b o u l ,   S .   M a z e r ,   a n d   M .   E l   B e k k a l i ,   “ D e s i g n   o f   a   2 × 2   d u a l   b a n d   2 8 / 3 8   G H z   M I M O   a n t e n n a  i n   m i l l i m e t e r   b a n d   f o r   5 G , ”   T e l k o m n i k a   ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t i n g   E l e c t r o n i c s   a n d   C o n t r o l ) ,   v o l .   2 2 ,   n o .   2 ,   p p .   2 7 3 – 28 1 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / T EL K O M N I K A . v 2 2 i 2 . 2 5 2 6 8 .   [ 1 6 ]   P .   S .   B .   G h o u se   e t   a l . ,   “ A   C o m p a c t   D u a l - B a n d   M i l l i m e t e r   W a v e   A n t e n n a   f o r   S m a r t w a t c h   a n d   I o T   A p p l i c a t i o n s   w i t h   L i n k   B u d g e t   E s t i m a t i o n , ”   S e n s o r s ,   v o l .   2 4 ,   n o .   1 ,   p .   1 0 3 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 4 0 1 0 1 03.   [ 1 7 ]   J .   L i ,   J .   L i ,   J .   Y i n ,   C .   G u o ,   H .   Z h a i ,   a n d   Z .   Z h a o ,   “ A   M i n i a t u r i z e d   D u a l - B a n d   D u a l - P o l a r i z e d   B a s e   S t a t i o n   A n t e n n a   L o a d e d   W i t h   D u p l e x   B a l u n s , ”   I E E E   A n t e n n a s   a n d   W i r e l e s s   P r o p a g a t i o n   L e t t e r s ,   v o l .   2 2 ,   n o .   7 ,   p p .   1 7 5 6 – 1 7 6 0 ,   J u l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / L A W P . 2 0 2 3 . 3 2 6 2 8 2 4 .   [ 1 8 ]   X. - F .   L i ,   Y . - L .   B a n ,   Q .   S u n ,   Y . - X .   C h e ,   J .   H u ,   a n d   Z .   N i e ,   “ A   C o m p a c t   D u a l - B a n d   V a n   A t t a   A r r a y   B a s e d   o n   t h e   S i n g l e - P o r t   S i n g l e - B a n d / D u a l - B a n d   A n t e n n a s , ”   I E E E   A n t e n n a s   a n d   W i r e l e s s   P r o p a g a t i o n   L e t t e r s ,   v o l .   2 2 ,   n o .   4 ,   p p .   8 8 8 – 8 9 2 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / L A W P . 2 0 2 2 . 3 2 2 7 5 7 7 .   [ 1 9 ]   S .   L a m u l t r e e ,   “ G a i n   I m p r o v e me n t   o f   D u a l - B a n d   C i r c u l a r   M o n o p o l e   A n t e n n a   f o r   2 . 4 5 / 5 . 5   G H z   W L A N   A p p l i c a t i o n s , ”   P r z e g l ą d   E l e k t r o t e c h n i c z n y ,   v o l .   1 ,   n o .   5 ,   p p .   1 5 9 – 1 6 2 ,   M a y   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 5 1 9 9 / 4 8 . 2 0 1 9 . 0 5 . 3 7 .   [ 2 0 ]   X .   W u ,   X .   W e n ,   J .   Y a n g ,   S .   Y a n g ,   a n d   J .   X u ,   “ M e t a m a t e r i a l   S t r u c t u r e   B a s e d   D u a l - B a n d   A n t e n n a   f o r   W L A N , ”   I E E E   Ph o t o n i c s   J o u r n a l ,  v o l .   1 4 ,   n o .   2 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J P H O T . 2 0 2 2 . 3 1 6 3 1 7 0 .   [ 2 1 ]   W .   Z h a n g ,   Y .   L i ,   K .   W e i ,   a n d   Z .   Z h a n g ,   “ A   D u a l - B a n d   M I M O   A n t e n n a   S y s t e m   f o r   2 . 4 / 5   G H z   W L A N   A p p l i c a t i o n s , ”   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n ,   v o l .   7 1 ,   n o .   7 ,   p p .   5 7 4 9 – 5 7 5 8 ,   J u l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T A P . 2 0 2 3 . 3 2 7 7 2 0 8 .   [ 2 2 ]   X .   C h e n ,   J .   W a n g ,   a n d   L .   C h a n g ,   “ E x t r e me l y   L o w - P r o f i l e   D u a l - B a n d   M i c r o s t r i p   P a t c h   A n t e n n a   U s i n g   E l e c t r i c   C o u p l i n g   f o r   5 G   M o b i l e   T e r m i n a l   A p p l i c a t i o n s , ”   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   A n t e n n a s   a n d   P r o p a g a t i o n ,   v o l .   7 1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 8 9 5 – 1 9 0 0 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T A P . 2 0 2 2 . 3 2 1 7 6 4 0 .   [ 2 3 ]   C o m p u t e r   S i m u l a t i o n   T e c h n o l o g y ,   “ M i c r o w a v e   S t u d i o , ”   R e s e a r c h   B a s e ,   2 0 1 6 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / s i g m a s o l u t i o n s . c o . t h / e n / c s t - s t u d i o - s u i t e   [ 2 4 ]   G .   K u m a r   a n d   K .   R a y ,   B r o a d b a n d   m i c r o s t r i p   a n t e n n a s .   L o n d o n :   I n s t i t u t i o n   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y ,   2 0 1 3 .   [ 2 5 ]   C .   A .   B a l a n i s ,   “ A n t e n n a   T h e o r y :   A n a l y s i s   a n d   D e s i g n   4 t h   e d   ( C h a p t e r 2 ) , ”   S p r i n g e r R e f e r e n c e ,   n o .   3 ,   2 0 1 6 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        S u th a sin e e   La m u lt r e e           re c e iv e d   th e   B. En g .,   a n d   M . En g .,   i n   T e le c o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   f ro m   Kin g   M o n g k u t' s  In s ti tu te  o f   T e c h n o lo g y   L a d k ra b a n g ,   T h a il a n d ,   in   2 0 0 0   a n d   2 0 0 3 ,   re sp e c ti v e l y .   In   2 0 0 9 ,   sh e   re c e iv e d   h e r  D.E n g .   in   El e c tri c a l  En g in e e rin g   f ro m   th e   sa m e   in stit u te.   In   2 0 1 6 ,   sh e   jo i n e d   th e   De p a rtm e n t  o f   El e c tro n ics   a n d   T e lec o m m u n ica t io n   E n g in e e rin g ,   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   Ra jam a n g a la   Un iv e rsit y   o f   T e c h n o lo g y   Isa n   Kh o n k a e n   Ca m p u s,   Kh o n k a e n ,   T h a il a n d .   He r   re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   a n ten n a   d e sig n ,   m icro w a v e   tec h n o lo g y ,   a n d   wire les s  c o m m u n ica ti o n   s y ste m s.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  su th a sin e e . la@ rm u ti . a c . th .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         A  dual - b a n d   r ec ta n g u la r   s h a p e  in co r p o r a ted   in t o   circu la r   p a tch   a n te n n a   f o r   …   ( S u th a s in ee   La mu ltr ee )   31     Na tta k a r n   S o m s a n o o k       re c e iv e d   th e   B. E n g .   in   E lec tro n ics   a n d   T e le c o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   f ro m   th e   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   Ra ja m a n g a l a   Un iv e rsit y   o f   T e c h n o l o g y   Is a n   Kh o n k a e n   Ca m p u s,  T h a il a n d ,   in   2 0 2 2 .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   a n ten n a   a n d   c ircu it   d e sig n .   He   c a n   b e   c o n tac t e d   a t  e m a il :  n a tt h a k a rn . so @rm u ti . a c . th .         Wa r a r a k   Na r k k o h t           re c e iv e d   th e   B. En g .   i n   El e c tro n ics   a n d   T e le c o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   f ro m   th e   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   Ra ja m a n g a l a   Un iv e rsit y   o f   Tec h n o lo g y   Isa n   Kh o n k a e n   Ca m p u s,  T h a il a n d ,   i n   2 0 2 2 .   He r  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   a n ten n a   a n d   c ircu it   d e sig n .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  w a r a ra k . n a @rm u ti . a c . th .         Chu w o n g   Ph o n g c h a r o e n p a n ic h           re c e iv e d   h is  B. E n g .   (H o n s.),   M . E n g . ,   a n d   D.E n g .   d e g re e s  f ro m   Kin g   M o n g k u t' s  In stit u te  o f   T e c h n o lo g y   L a d k ra b a n g   (KMI T L ),   Ba n g k o k ,   T h a il a n d ,   in   1 9 9 6 ,   1 9 9 8 ,   a n d   2 0 0 1 ,   re sp e c ti v e l y .   Cu rre n tl y ,   h e   is  th e   P ro f e ss o r  o f   tele c o m m u n ica ti o n   e n g in e e rin g   a t  th e   De p a rtm e n t  o f   T e le c o m m u n ica ti o n s  E n g in e e rin g ,   KMIT L .   He   a lso   se rv e s  a s  th e   h e a d   o f   th e   I n n o v a ti v e   A n ten n a   a n d   El e c tro m a g n e ti c   A p p li c a ti o n s  Re se a rc h   L a b o ra to r y .   His  re se a r c h   in tere sts  a re   a n te n n a   d e sig n   f o r  v a rio u s   m o b il e   a n d   w irele ss   c o m m u n ica ti o n   d e v ice s,  c o n f o rm a l  a n ten n a ,   a n d   a rra y   a n ten n a   th e o ry .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  c h u w o n g . p h @k m it l. a c . th .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.