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 .   2 ,  A p r il   2 0 2 5 ,   p p .   267 ~ 274   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 i 2 . 26226           267     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //telko mn ika . u a d . a c. i d   Enha ncing  t erah e rt z  pat ch ante nna  perf o r m a nce  w it h   m e ta m a t eria ls for  bio m e dica l appl i ca tions       Sira j   Yo un es 1 ,  Fo s h i  J a o ua d 1 ,   K a o ut a r  Sa idi   Ala o ui 2     1 I S M S E  L a b o r a t o r y ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e s a n d   T e c h n o l o g y   Er r a c h i d i a ,   M o u l a y   I smai l   U n i v e r si t y ,   M e k n e s,  M o r o c c o   2 H i g h e r   S c h o o l   o f   T e c h n o l o g y   ( ES T ) ,   I b n   Z o h r   U n i v e r si t y ,   A g a d i r ,   M o r o c c o         Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mar   24 ,  2 0 2 4   R ev i s ed   No v   30 ,  2 0 2 4   A cc ep ted   Dec   26 ,  2 0 2 4       T h is  p a p e r  p re se n ts  th e   p e rf o rm a n c e   e n h a n c e m e n t  o f   a   tera h e rtz  ( T Hz )  p a tch   a n ten n a   u si n g   th e   m e ta m a t e rials   (M T M ).   T h e   a n ten n a   d e sig n   fe a tu re s  a   re c tan g u lar  p a tch   w it h   a   m o d if ie d   g ro u n d   str u c tu re ,   im p lem e n ted   o n   a n   F R4   su b stra te  w it h   d iele c tri c   p ro p e rti e s  o f   4 . 4 ,   a   tan   (δ )   o f   0 . 0 2 ,   a n d   a   th ick n e ss   o f   1 . 6   µm .   Op e ra ti n g   a t  4 . 9 2   T Hz ,   th e   a n ten n a   e x h i b it s   a   - 10   d B   b a n d w id th   o f   0 . 2 5   T Hz   (2 5 0   G Hz ),   c a t e rin g   to   d iv e rse   b io m e d ica l  a p p li c a ti o n s.  T o   in v e stig a te  th e   im p a c t  o f   in c o rp o ra ti n g   M T M ,   th e   p ro p o se d   M T M   is   p o siti o n e d   b e n e a th   th e   a n ten n a   a t  a   se p a ra ti o n   o f   1 2 . 8   µm .   A   c o m p a ra ti v e   a n a ly sis  o f   th e   a n ten n a ’ s  p e rf o rm a n c e   w it h   a n d   w it h o u t  M T M   re v e a ls  a   sig n if ica n t  in f lu e n c e   o f  M T M   in se rti o n .   Ho w e v e r,   th e   re su l ts co n f irm   th e   b i g   in f lu e n c e   o f   th e   a d d it io n   o f   th e   M T M .   A s  r e su lt s,  th e   re tu rn   lo ss   wa s   im p ro v e d   f ro m   - 2 3 . 1 6   d B  to   - 4 4 . 7 3   d B.   T h e   g a in   w a s  a d d it io n a ll y   e lev a t e d   f ro m   1 . 4 6   d B   to   5 . 0 6   d B.   T h e   d e sig n   a n d   sim u latio n   o f   th e   a n te n n a   w e re   c a rried   o u t  th r o u g h   h ig h   f re q u e n c y   stru c tu re   si m u lato r  ( HFS S )   s o f tw a r e .   K ey w o r d s :   B io m ed ical  ap p licatio n s   Hig h   f r eq u e n c y   s tr u ctu r e  s i m u lato r   Me ta m ater ial s   P atch   an ten n a   T er ah er tz   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 :   Sira j   Yo u n es   I SMSE  L ab o r ato r y ,   Facu l t y   o f   Scien ce s   a n d   T ec h n o lo g y   E r r ac h id ia ,  Mo u la y   I s m a il Un iv er s it y     B . P .   5 0 9 ,   B o u tala m i n e,   E r r ac h id ia,   Me k n es,  Mo r o cc o   E m ail: s ir aj y o u n e s 9 5 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  w o r ld   is   w it n es s i n g   c o n tin u o u s   d ev elo p m e n t  i n   v ar io u s   f ield s ,   i n clu d i n g   th e  w o r ld   o f   co m m u n icatio n s   an d   an te n n a s .   Du e  to   th e  s ig n i f ica n t  in c r ea s e  in   d e m an d   f o r   s m a ll  an ten n a s   w i th   h ig h   s p ec if icatio n s ,   w h ic h   ca n   b e  i n teg r ated   i n to   v ar io u s   ap p licatio n s ,   i n cl u d in g   5 G   [ 1 ] ,   w ir el ess   co m m u n icatio n   s y s te m s   [ 2 ] ,   an d   m ed ical  f ield   [ 3 ] ,   [ 4 ] .   P atch   an ten n as  ar e  ch ar ac ter ized   b y   t h eir   s m a ll  s iz e  an d   ab ilit y   to   b e  u s ed   i n   ap p licatio n s   t h at  r e q u ir ed   s m all  s p ac es  li k e  ce ll  p h o n es   [ 5 ] ,   B lu eto o th   ap p licatio n s   [ 6 ] ,   an d   b io m ed ical  ca p s u le   [ 7 ] .   T h e  n ee d   f o r   a d v an ce d   tech n o lo g ies  in   th e  f ield   o f   b io m e d ical  h as  cr ea ted   s ig n i f ica n t  i n ter est  i n   ter ah er tz  ( T Hz)   f r eq u en cie s   d u e  to   its   s p ec ial  p r o p er ties   in   p r o b in g   b io lo g ical  t is s u e s .   A s   p r ese n ted   i n     Fig u r e  1 ,  T Hz  w a v es  o cc u p y   t h e  s p ec tr u m   b et w ee n   m icr o w a v es  a n d   in f r ar ed   r ad iatio n ,   o f f er in g   n o n - i n v a s i v e  an d   n o n - io n iz in g   ch ar ac ter is ti cs  id ea l  f o r   v ar io u s   b io m ed ic al  i m ag in g   an d   s e n s i n g   ap p licatio n s .   Mo r eo v er ,   T Hz  w av e s   e x h ib it   ex ce p tio n al  p en etr atio n   ca p ab ilit ies,  e n ab lin g   th e m   to   t r av er s e   v ar io u s   m ater ial s   w i th o u t  d eter io r atio n ,   s u ch   as  clo th i n g ,   an d   b io lo g ical  tis s u es  ( f at,   s k in ,   an d   m u s cle ) .   T h is   p en etr atin g   p o w er   f ac ilit ate s   t h e  u s e  o f   T Hz  p at ch   an te n n a  in   v ar io u s   b io m ed ical  ap p licatio n   s u c h   as  T Hz  im ag in g   tec h n iq u e s   [ 8 ] ,   w h ic h   p r o v id e  d eta iled   in s i g h ts   i n to   in ter n al  s tr u ct u r es  an d   ab n o r m alit ies  w it h i n   ti s s u es.  A d d itio n all y ,   w it h   it s   w id e  b an d w id t h ,   T Hz  tech n o lo g y   al s o   p r esen t s   a  s tr o n g   ca n d id ate  f o r   h ig h - s p e ed   co m m u n ica tio n     [ 9 ] ,   [ 1 0 ]   an d   d ata  tr an s f er   ap p licatio n s   [ 1 1 ]   an d   o th er   ap p licatio n s   t h at  r eq u ir e  a  w id e  b an d w id t h .     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.  2 3 ,   No .   2 ,  A p r il   20 2 5 :  2 6 7 - 274   268       Fig u r e  1.   E lectr o m a g n etic  s p e ctr u m       P atch   an ten n as  h a v e  u s ed   as  ef f ec tiv e  ca n d id ates  f o r   T Hz  ap p licatio n s   d u e  to   th eir   f lex i b ilit y   an d   th eir   v er y   s m all  s ize   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] .   Nev er th eless ,   co n v e n tio n a l  p atch   an te n n a s   en co u n ter   s o m e  l i m itatio n s   i n   p er f o r m a n ce ,   p ar ticu lar l y   i n   ter m s   o f   b an d w id t h ,   g ai n ,   a n d   d ir ec tiv it y .   T o   ad d r ess   th ese  ch alle n g es,  t h e   in te g r atio n   o f   m eta m ater ial s   ( MT M )   h as  p r o p o s ed   b y   th e   r esear ch er s   as  a  r ec e n t  s o l u t io n   to   i m p r o v e  t h e   ch ar ac ter is tic s   o f   p atch   an te n n a s   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] .   M T M,   en g in ee r ed   s tr u ct u r es  w it h   tailo r ed   elec tr o m ag n eti c   ch ar ac ter is tic s   th at  ar e  ab s en t  in   n at u r al  s u b s ta n ce s   [ 1 6 ] ,   o f f er   s p ec ial  co n tr o l   o v er   elec tr o m ag n etic  w a v e s   at  v ar io u s   f r eq u e n cie s   r an g es  i n clu d in g   T Hz  f r eq u e n cies.  As  r esu lt s ,   th e  in co r p o r atio n   o f   MT M  u n lo ck s   n o v el   f u n ctio n alitie s   a n d   f ea tu r es   i n   p atch   a n te n n a s   w o r ld ,   p av i n g   t h e  w a y   f o r   i n n o v ati v e  s o l u tio n s   in   b io m ed ical  ap p licatio n s ,   s en s i n g   [ 1 7 ] ,   an d   i m ag in g   [ 1 8 ] .   T h e  g ain   i m p r o v e m en t  o f   T H z  p atch   an ten n as  w it h   MT M  i s   p r o p o s ed   in   [ 1 9 ] ,   t h e  an ten n a  o p er ates  at  1 . 8 5   T Hz,   an d   th e  g ain   was  in cr ea s ed   b y   4 5 %  u s i n g   an   en z  MT M  s u p er s tr ate  co m p o s ed   o f   ( I n Sb )   an   ( SiO 2 )   m u l tila y er s .   T h e  au th o r s   [ 2 0 ] - [ 2 2 ]   pr o p o s ed   th e  u tili za tio n   o f   a  r ef lecti v e  f r eq u en c y   s tr u ct u r e  s i m u lato r s   ( FS S s )   f o r   th e  g ain   en h a n ce m en t   p atch   a n ten n a s .   R eso n a tes  at   1 . 0 7   an d   1 . 7   T Hz.   T h e  i m p r o v e m en t   in   b an d w id t h   o f   p atch   a n te n n a  u tili zi n g   m etasu r f ac es  is   p r ese n ted   i n   [ 2 3 ] ,   th e  s u g g ested   an ten n a  r ea c h ed   a  b an d w id t h   o f   4 5 . 4   %  ac co m p an ied   b y   a  m ax i m u m   g ain   o f   3 . 8   d B i.  T h e  u s e  o f   ar ti f icial   m ag n etic   co n d u cto r   ( A M C )   i s   p r esen ted   i n   [ 2 4 ] ,   o p er atin g   at  3 . 5   GHz ,   w i th   g ai n   i m p r o v e m e n ts   o f   ab o u t     3 . 3   d B   ( a b o u t  4 2 %).   T h e  b an d w id t h   en h an ce m e n t  o f   a  p lan ar   an te n n a  u s i n g   MT M  is   p r esen ted ,   th e  MT M    is   d ir ec tl y   i n teg r ated   i n s id e  th e  f ee d   li n e,   t h e  g ai n   w a s   i m p r o v ed   b y   2 . 7   d B i  an d   th e   e f f ic ien c y   i n cr ea s ed   b y   12%   [ 2 5 ] .   T h is   w o r k   p r esen t s   th e  in te g r atio n   o f   th e  MT M  w it h   p atch   an ten n as  to   p r o p el   th e  ad v an ce m en t  o f   T Hz  tech n o lo g y   i n   b io m ed i ca l  ap p licatio n s .   Sp ec if icall y ,   w e  in v es tig a te  th e  p r o p o s ed   d esig n   an d   t h e  ch ar ac ter izatio n   o f   t h e  MT M  b ased   an te n n a s .   T h r o u g h   co m p r eh en s i v e  t h eo r etica l  an al y s is ,   n u m er ical  s i m u lat io n s ,   th i s   s tu d y   p r o v id es  a  d etailed   i n s i g h t  i n to   t h e  p er f o r m a n ce s   i m p r o v e m e n t  a ch iev ed   th r o u g h   t h e   in cl u s io n   o f   MT M   in to   a  T Hz   an ten n a.   E s p ec iall y ,   th e  f o cu s   lies   o n   ass es s in g   th e  en h a n ce m en t  i m p ac t  o n   th e  r etu r n   lo s s   ( S 11 ) ,   v o ltag e  s ta n d in g   w av e  r atio   ( VSW R ) ,   an d   g ain .   T h e  s tr u ctu r e  o f   o u r   p ap er   is   as  f o llo w s :  th e   f ir s t  p ar t  p r esen ts   th e  p atch   an d   M T M  d esig n s .   Fo llo w i n g   th at,   th e  p ar t  tw o   d elv es  i n to   a  p ar a m etr ic  an al y s i s ,   an d   th e   t h ir d   s ec tio n   an a l y ze s   th e  r e s u l ts .   L as t l y ,   a  co n ci s e  co n clu s io n   a n d   f u tu r e  w o r k   a r e  p r esen ted   in   t h e  f i n al  s ec tio n .       2.   T H E   P RO P O SE D  M E T AM AT E RIA L   B ASE D  A NT E N NA   DE S I G N     2 . 1 .     T he  co nfig ura t io n  o f   t h e  a nte nn a   Ou r   an te n n a  f ea tu r es  a  p atc h   d esi g n   w i th   a  p ar tial  g r o u n d   s tr u ct u r e ,   i m p le m e n ted   o n   an   FR 4   s u b s tr ate,   m ea s u r in g   L× W   i n   to tal  d im e n s io n s .   T h e  m ea s u r e m e n ts   o f   th e  p atch   an te n n a  w er e  estab lis h ed   u tili zi n g   th e  s u b s eq u en t  ( 1 )   [ 2 6 ] :     = 2 √ 2 + 1     ( 1 )     w h er e     is   t h e  th e  v elo cit y   o f   li g h t ,    th e  f r eq u en c y   a n d     is   th e  d ielec tr ic  o f   th e  s u b s tr ate ,     ε re f f = ε r +1 2 + ε r - 1 2 [ 1+ 12h w ] - 1 2   ( 2 )     w h er e   ε r e f f   is   t h e   ef f ec ti v e  d ielec tr ic  an d   h s   th e  s u b s tr ate  th ick n es s :     ∆ L =0.41 2 ℎ ( ε r e f + 0.3 ) ( w ℎ + 0.26 4 ) ( ε r e f - 0.25 8 ) ( w ℎ + 0.8 )   ( 3 )   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         E n h a n ci n g   tera h ertz   p a tch   a n t en n a   p erfo r ma n ce   w ith   meta ma teri a ls   fo r   b io med ica l   …   ( S ir a j Yo u n es )   269   w h er e  △   is   th e  le n g t h   ex te n s io n ,      = − 2 △   ( 4 )     w h er e     is   t h e  p atch   len g t h   an d     is   th e  e f f ec tiv e  le n g th .     = 2 √ ℇ   ( 5 )     Fo llo w i n g   th e  i n itial  an ten n a  d esig n ,   ce r tain   ad j u s t m e n t s   w er e  m ad e  to   en h a n ce   t h e  an ten n a  ch ar ac ter is tic s .   T h ese  m o d if i ca tio n s   i n v o l v ed   s lo ttin g   th e   r ad iatin g   ele m e n t  a n d   r ed u cin g   t h e  s ize   o f   t h e   g r o u n d .   T h e  u lt i m a te   d esig n   i s   d etailed   in   Fi g u r e  2 .   T h e  u t ilizatio n   o f   a  p ar tial  g r o u n d ,   a s   o p p o s ed   to   a  f u ll   g r o u n d ,   p la y s   a  cr u cial  r o le  i n   ac h ie v in g   a  g o o d   i m p ed an ce   m atc h in g .   T h e  an ten n a  r eso n a tes  at  4 . 9 2   T Hz,   th e   r eso n an ce   at  th i s   f r eq u en c y   s ig n if ies  t h e  a n ten n a ’ s  cap ab il it y   to   e m it  a n d   r ec eiv e  T Hz  w a v es,  a  ca p ab ilit y   p o is ed   to   r ev o lu tio n ize  b io m e d ical  ap p licatio n s .   T Hz  i m ag i n g   a n d   s e n s i n g ,   en ab led   b y   s u ch   a n te n n a s ,   o f f e r   u n p ar alleled   p r ec is io n   i n   v i s u alizi n g   b io lo g ica l  s tr u ct u r es ,   an d   p r o b in g   m o lec u lar   co m p o s itio n s .   T ab le  1   p r esen ts   t h e  an te n n a  d i m e n s io n s   v alu e s .           Fig u r e  2 .   An ten n a  s tr u ct u r e       T ab le  1.   T h e  an ten n a  p ar a m e t er s   V a r i a b l e   W   L   Wp   Lp   Wf   Lf   a   b   c   d   e   S 1   S 2   Hs   Hg   V a l u e   ( µ m)   49   35   39   25   4 . 8   15   35   21   25   11   5   2   4 . 2   2   1 2 . 9       2 . 2 .     T he  m et a m a t er ia l s   des i g n   T h e  s u g g ested   MT M   co n s is t s   o f   a   s p lit - r in g   r eso n ato r   in teg r ated   in   a  s u b s tr ate  o f   FR 4 .   T h e  r eso n ato r s   ar e  s tr ateg icall y   p l ac ed   an d   s ep ar ated   b y   a  d is tan ce   W 3   to   m i n i m ize  th e  m u tu a l  co u p lin g   an d   in ter ac t  w it h   i n cid en t  w av e s   a n d   co n tr o l  th e  p r o p ag atio n   c h ar ac ter is tics .   Fi g u r e  3   illu s tr at es  th e  co n f ig u r atio n   o f   th e   MT M  d esig n .   T h e  o v er all  d i m e n s io n s   o f   t h e  d esi g n   ar e  s p ec i f ied   as  L m ×W m ,   a n d   d etailed   d esig n   p ar am eter s   ca n   b e  f o u n d   in   T ab le  2 .           Fig u r e  3 .   T h e  M T M  d esig n   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.  2 3 ,   No .   2 ,  A p r il   20 2 5 :  2 6 7 - 274   270   T ab le  2.   T h e  M T M  p ar am eter s   v al u es   V a r i a b l e   Wm   Lm   W1   W2   W3   L1   L2   Hm   V a l u e   ( µ m)   80   70   64   50   5   54   40   1 . 7       2 . 3 .     M et a m a t er ia ls   ba s e d a nte nn a   As  d is p u ted   in   Fi g u r e  4 ,   th e  MT M  is   lo ca te d   b en ea th   th e  an ten n a,   w it h   a  g ap   ( G)   o f   1 2 . 8   µm .   T h e  MT M  alter s   th e  lo ca l  elec tr o m a g n etic  e n v ir o n m en t,  lead in g   to   en h a n ce d   i m p ed an ce   m atc h in g ,   r ed u ce d   b ac k w ar d   r ad iatio n ,   an d   i m p r o v ed   r ad iatio n   p atter n   co n tr o l.  T h ese  ef f ec t s   co n tr ib u te  to   in cr ea s ed   a n te n n a   p er f o r m a n ce .           Fig u r e  4.   C o n f ig u r atio n   o f   th e  MT M  b ased   an ten n a       2 . 4 .     P a ra m et ric  a na ly s i s   2 . 4 . 1 .   E f f ec t   o f   t he  g ro un d leng t h ( H g )   T h e   g r o u n d   p l an e ’ s   d im en s io n s   p lay   a   c r u ci al   r o le   in   esta b lis h in g   th e   s u it ed   f r e q u en cy   an d   atta in in g   a  g o o d   im p e d an c e   m atch in g ,   w h ich   is   a   c r i tic al   f ac to r s   f o r   m in im izin g   r ef l ec t io n   an d   o p tim izin g   p o w er   tr an s f er .  A d j u s tin g   th e   g r o u n d   p l an e   le n g th   b ec o m es  a   s t r at eg ic   ap p r o a ch   t o   tu n e   th e  an ten n a ’ s   r es o n an t   f r eq u en cy   an d   tail o r   its   im p ed an ce   ch ar ac te r i s tics .   Fig u r e   5   illu s t r a tes   th e   r e f lecti o n s   c o ef f ic ien ts   w ith   v a r i o u s   Hg   v a lu es .   T h e  p a r am ete r   u n d e r w en t  a d j u s tm en ts   w ith in   th e   r an g e   o f   1 0 . 9   to   1 3 . 9   µm ,   w ith   in c r em en ts   o f   1   µm .   I t ’ s   v e r y   cl ea r   th at   th e   p a r am eter   p l ay s   a   b ig   in f lu en ce .   T h e   an t en n a  r e ac h e d   a   S 11   o f   - 4 4 . 7 3   d B   w ith   Hg = 1 2 . 9   µm ,   m ar k in g   i t   as th e   o p tim al  o u tc o m e.   W h e r ea s   it   d id   n o t su r p ass   th e  v alu e   o f   - 1 7   d B   f o r   th e  o th e r   Hg   v a l u es.            Fig u r e  5.   R ef lect io n   co ef f icie n t  w it h   d i f f er e n ts   H g   v alu e s       2 . 4 . 2 .   E f f ec t   o f   t he  a ir  g a p bet w ee n t he  m et a m a t er ia ls   a n d t he  a nte nn a   ( G )     I n   o r d er   to   m o r e  i m p r o v e  th e  MT M  b ased   an ten n a  p er f o r m an ce ,   a  p ar a m etr ic  s tu d y   w as  co n d u cted   b y   v ar y in g   t h e  air   g ap   v alu e  b et w ee n   t h e  MT M  an d   th e   a n ten n a.   T h e  p ar a m eter   w a s   r an g ed   f r o m   1 0 . 8   to     1 3 . 8   µm .   F ig u r e   6   d is p u t e d   t h e  o b t a in e d   r es u l ts ,   th e  S 11   w as   en h an c e d   f r o m   - 3 0   d B   a t  G = 1 0 . 8   µm   t o   - 4 4 . 7 3   d B   at  G= 1 2 . 8   µm   s ig n i f y   a  s u b s t an tial  r ed u ctio n   in   r ef lec ted   p o w er .   No tab l y ,   th e  o b s er v ed   p ea k   at  an   air   g ap   o f   1 2 . 8   µm   h i g h li g h t s   an   o p ti m al   co n f i g u r atio n   w it h i n   th e  s tu d i ed   r an g 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         E n h a n ci n g   tera h ertz   p a tch   a n t en n a   p erfo r ma n ce   w ith   meta ma teri a ls   fo r   b io med ica l   …   ( S ir a j Yo u n es )   271       Fig u r e  6.   R ef lect io n   co ef f icie n t  w it h   d i f f er e n ts   G  v al u es       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   I n   th is   p ar t ,   w e  i n tr o d u ce   a n d   p r esen t   t h e  o b tain ed   r e s u l ts .   P r o v id in g   a n al y s is   an d   i n s ig h t s   g ar n er ed   f r o m   o u r   r esear ch .     3 . 1 .     Ref lec t io n c o ef f icient   a n d t he  v o lt a g e  s t a nd ing   w a v e   r a t io   T h e  r ef lectio n   co ef f icie n t  an d   VSW R   s er v e  as  p i v o tal  in d icato r s   elu cid atin g   t h e  p atch   an ten n a ’ s  b eh av io r   an d   o f f er i n g   a  p r ec is e  ass ess m e n t  o f   p o w er   tr an s m is s io n   q u alit y .   Op ti m al  p er f o r m an ce   i s   t y p icall y   in d icate d   b y   S 11   v alu e s   b elo w  - 1 0   d B   an d   VSW R   v al u es  b elo w   2   ( S 11 < - 1 0   d B   an d   VS W R <2 ) .   Fig u r es  7 ( a)   an d   ( b ) ,   p r esen t   o u r   p r o p o s ed   an ten n a  S 11   an d   VSW R   c h ar ac ter is tic s ,   r esp ec tiv el y .   I n teg r at io n   o f   MT M  n o ticea b l y   en h a n ce s   a n ten n a  p er f o r m a n ce .   T h e  r ef lectio n   c o ef f icie n t  e x p er ien ce s   a  s i g n if ican t  i m p r o v e m e n t   f r o m   - 2 3 . 1 6   d B   to   - 4 4 . 7 3   d B ,   ac co m p an ied   b y   a  b an d w id t h   o f   2 5 0   GHz   ( 4 . 8 1 - 5 . 0 6   T H z)   w ith   a  r eso n a n ce   f r eq u en c y   o f   4 . 9 2   T Hz ,   w h ile   th e  VSW R   attai n s   a n   i m p r ess iv e  v alu e  o f   1 . 0 2 .   T h is   r e m ar k ab le  i m p r o v e m e n t   in d icate s   a  s u b s ta n tia l  d e cr ea s e  in   t h e  a m o u n t  o f   r ef lec ted   p o w er ,   s i g n i f y i n g   i m p r o v ed   i m p ed an ce   m atc h in g   an d   o v er all  an te n n a  ef f icie n c y .           ( a)   ( b )     Fig u r e  7.   MT M  b ased   an ten n a ; ( a)   r ef lectio n   co ef f icie n t a n d   ( b )   VSW R       3 . 2 .     Ra dia t io ns   pa t t er ns   T h e  r ad iatio n s   p atter n s   o f   a n   an ten n a  ar e  a  cr u cial  p ar a m e t er   th at  ill u s tr ate s   h o w   e f f ec tiv el y   it  e m its   elec tr o m ag n etic   w a v es i n to   s p ac e.   I n   Fig u r es 8 ( a)   an d   ( b ) ,   th e  2 D  r ad iatio n s   p atter n s ,   w it h o u t a n d   w it h   MT M,   ar e  d ep icted .   W h ile  th e  3 D   r ad iatio n s   w it h o u t  an d   w i t h   MT M  ar e  p r esen ted   in   Fi g u r e s   8 ( c)   an d   ( d ) ,  r esp ec tiv el y .   No tab l y ,   th e   in t eg r atio n   o f   MT M  h a s   y ield ed   a  n o ticea b le  e n h an ce m e n t  i n   an te n n a   g a in .   T h e   an ten n a  e x p er ien ce d   a  g ai n   e n h a n ce m en t  f r o m   1 . 4 2   d B   t o   5 . 0 6   d B   at  4 . 9   T Hz  ( in cr ea s ed   b y   ap p r o x i m a tel y   2 5 6 %).   T h is   en h a n ce m e n t  i n   g ain   s i g n if ie s   a n   i m p r o v e m e n t  in   t h e  an ten n a ’ s   ca p ab ilit y   t o   co n ce n tr ate  an d   s teer   th e  r ad iatio n   i n   a  s p ec if ic   d ir ec tio n ,   r esu lti n g   i n   m o r e  e f f icie n t si g n al  tr an s m is s io n   an d   r ec ep tio n .   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.  2 3 ,   No .   2 ,  A p r il   20 2 5 :  2 6 7 - 274   272       ( a)   ( b )         ( c)   ( d )     Fig u r e  8 .   R ad iatio n s   p atter n s ;  ( a)   2 D  w i th o u t M T M ,   ( b )   2 D  w it h   MT M ,   ( c)   3 D  w it h o u t M T M ,   an d   ( d )   3 D  w it h   MT M       3 . 3 .     Curre nt  dis t ributio n   T h e  an ten n a  cu r r en t  d is tr ib u tio n   w it h o u t  a n d   w it h   MT M  ar e  s h o w ed   in   Fi g u r es  9 ( a)   an d   ( b ) ,   r esp ec tiv el y .   T h is   co m p ar i s o n   r ev ea ls   th e  s i g n i f ica n t  e n h a n c e m en t  th at  MT M  b r in g s   to   an t en n a  p er f o r m an ce .   W ith o u t  MT M,   th e  cu r r e n t  i s   m o r e  d is p er s ed ,   esp ec iall y   t o w ar d s   t h e  ed g e s   o f   t h e  p atc h ,   w it h   a  m a x i m u m   d en s it y   o f   7 . 7 5 ×1 0 4   A / m ,   lead in g   to   in e f f icie n t  elec tr o m ag n etic  f ield   co n f i n e m en t  a n d   in c r ea s ed   s u r f ac e  w a v e   lo s s es.  T h is   r es u lts   i n   lo w er   g ain   a n d   d ir ec tiv it y .   I n   co n tr ast,  w it h   MT M,   th e  cu r r en t  b ec o m es  m o r e   co n ce n tr ated   an d   u n if o r m ,   p a r ticu lar l y   ar o u n d   t h e  f ee d   li n e  an d   th e  i n n er   ed g e  o f   t h e  p atch ,   w it h   t h e  p ea k   cu r r en t  d en s it y   r i s i n g   to   9 . 3 4 ×1 0 4   A / m .   T h is   f o c u s ed   d is tr ib u tio n   r ed u ce s   e n er g y   lo s s es,  en h a n ce s   f ield   co n f i n e m en t,  an d   i m p r o v e s   th e  v ar io u s   a n ten n a  p er f o r m a n c e,   in clu d i n g   g ai n   an d   d ir ec tiv i t y .           ( a)   ( b )     Fig u r e  9.   C u r r en t d is tr ib u tio n   o f   th e  s u g g e s ted   an te n n a;  ( a)   w it h o u t M T M   an d   ( b )   w it h   M T M       T ab le  3   p r esen ts   a  co m p r eh e n s i v e  co m p ar is o n   o f   t h e  p er f o r m a n ce   o f   t h e  s u g g e s ted   an t en n a  b o th   w it h   a n d   w i th o u t  MT M,   th r o u g h   th is   co m p ar is o n ,   it  b ec o m e s   ev id en t  th at   th e   i n clu s io n   o f   MT M  h as  e x er ted   a  s ig n i f ica n t  i n f lu e n ce   o n   v ar io u s   k e y   p ar a m eter s ,   n o tab l y   t h e  r ef lect io n   co ef f icie n t,   VSW R ,   an d   g ain .     T ab le   4   p r esen ts   a  co m p ar is o n   o f   o u r   an ten n a  w it h   p r ev io u s   an te n n as.  B y   s h o w ca s i n g   t h e  b est  r esu lt s ,   o u r   p r o p o s ed   an ten n a  estab lis h es i ts elf   a s   a  lead in g   ca n d id ate  in   an ten n a  d esi g 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         E n h a n ci n g   tera h ertz   p a tch   a n t en n a   p erfo r ma n ce   w ith   meta ma teri a ls   fo r   b io med ica l   …   ( S ir a j Yo u n es )   273   T ab le  3.   A n te n n a  p er f o r m a n ce   co m p ar is o n   w it h   an d   w it h o u t  MT M   P a r a me t e r   F r e q u e n c y   ( T H z )   S 11   ( d B )   V S W R   G a i n   ( d B )   A n t e n n a   a l o n e   4 . 9 2   - 2 3 . 1 6   1 . 2   1 . 4 2   W i t h   M T M   4 . 9 2   - 4 4 . 7 3   1 . 0 2   5 . 0 6       T ab le  4.   A n te n n a  p er f o r m a n ce   co m p ar is o n   w it h   o th er   an te n n a  d esig n s   R e f .   S i z e   ( µ m 2 )   F r e q u e n c y   ( T H z )   S 11   ( d B )   G a i n   ( d B )   P r i n c e   e t   a l .   [ 2 7 ]   2 3 × 1 9   4 . 9 5   − 5 5 . 3 1   4 . 2 5   C h r i st y d a ss  a n d   N u r h a y a t i   [ 2 8 ]   3 2 × 3 6   4 . 6 0   − 4 4 . 2 8   3 . 1 0   S h a l i n i   [ 2 9 ]   5 0 × 5 0   4 . 8 3   − 3 8 . 0 0   4 . 3 0   T h i s w o r k   4 9 × 3 5   4 . 9 2   − 4 4 . 7 3   5 . 0 6       4.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   p r esen ted   th e  u s e  o f   MT M  f o r   th e  i m p r o v e m en t  o f   a  p atch   an te n n a  p er f o r m an ce .   T h e   s u g g e s ted   d esig n   is   a  v er y   s m all  p atch   an te n n a  w i th   s ize   o f   4 9 × 3 5   µm 2   an d   an   in co m p lete  g r o u n d   p lan e   o p tim ized   f o r   o p er atio n   at  4 . 9 2   T Hz  f o r   b io m ed ical  ap p lica tio n s .   T h e  r ad iati n g   ele m e n t   i s   p o s itio n ed   o v er   a  s u b s tr ate  o f   F R 4   an d   f ed   w it h   a  f ee d   lin e  o f   5 0   Ω.   T h e  p r o p o s ed   M T M  is   a   p er i o d ic  SR R   in te g r ated   in to   an   FR 4   s u b s tr ate  an d   p o s itio n ed   b ello w   t h e  an te n n a  at  a  g ap   o f   1 2 . 8   µm .   T h is   i n te g r atio n   e n h a n ce s   clea r l y   t h e   an ten n a  ch ar ac ter i s tics   i n   ter m s   o f   r et u r n   lo s s ,   VSW R ,   an d   th e  r ad iatio n   p atter n .   T h e  S 11   u n d er w en t   an   i m p r o v e m en t   f r o m   - 2 3 . 1 6   d B   to   - 4 4 . 7 3   d B .   A d d itio n all y ,   t h e  V SW R   s a w   a n   i m p r o v e m e n t,  d ec r ea s i n g   f r o m   1 . 2   to   1 . 0 2 ,   w h i le  th e  g ai n   i n c r ea s ed   b y   3 . 6 4   d B ,   r is in g   f r o m   1 . 4 2   d B   to   5 . 0 6   d B .   T h e  in t eg r atio n   MT M  o f f er   th e  ca p ab ilit y   to   o v er co m e  i n h er en t  li m itati o n s   o f   co n v e n tio n al  an te n n as,  en ab li n g   th e  r ea l izatio n   o f   co m p ac t,   h ig h - p er f o r m a n ce   a n te n n a s   tai lo r ed   f o r   T Hz  f r eq u en cies.  As   r esu lt s ,   t h e  u tili za tio n   o f   MT M  w ith   T Hz  p atch   an ten n a s   r ep r esen ts   a  p r o m is in g   p ath   f o r   ad v an cin g   b io m ed ical  ap p licatio n s   in   th e  T H z  f r eq u en c y   r an g e,   in cl u d in g   ca n ce r   d etec tio n ,   tis s u e  ch ar ac ter izatio n ,   an d   n o n - in v asi v e  i m ag i n g .   Fo r   f u t u r e  w o r k ,   w e  ai m   to   s i m u late  t h e  s u g g e s ted   an ten n a  alo n g s id e  a  h u m an   b o d y   m o d el  to   ex a m i n e  its   p er f o r m a n c e  in   p r o x im i t y   to   a  h u m a n   b o d y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   E.   I .   Emo n ,   A .   M .   I sl a m,  M .   S .   B a s h a r ,   a n d   A .   A h me d ,   " P e r f o r man c e   e v a l u a t i o n   o f   a n   o p t i c a l l y   t r a n sp a r e n t   mi c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   f o r   5 G   a p p l i c a t i o n s u si n g   I TO   a n d   so d a l i me   g l a ss  su b st r a t e ,"   C o m p u t e rs   a n d   E l e c t ri c a l   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   1 1 4 ,   p .   1 0 9 0 7 3 ,   M a r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o mp e l e c e n g . 2 0 2 4 . 1 0 9 0 7 3 .   [ 2 ]   M .   P a n d i ma d e v i ,   R .   T a mi l se l v i ,   a n d   M .   P .   B e h a m ,   " P e r f o r man c e   e n h a n c e me n t   o f   p a t c h   a n t e n n a   u s i n g   n a n o c o mp o si t e   s u b st r a t e   f o r   mo d e r n   w i r e l e ss c o mm u n i c a t i o n   s y st e ms, "   Ma t e r i a l s T o d a y :   Pr o c e e d i n g s ,  J a n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . ma t p r . 2 0 2 2 . 1 2 . 2 2 5 .   [ 3 ]   S .   M a r k k a n d a n ,   C .   M a l a r v i z h i ,   L .   R a j a ,   J.  K a l l o o r ,   J.  K a r t h i ,   a n d   R .   A t l a ,   " H i g h l y   c o mp a c t   si z e d   c i r c u l a r   m i c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   w i t h   p a r t i a l   g r o u n d   f o r   b i o me d i c a l   a p p l i c a t i o n s , "   M a t e ri a l s  T o d a y :   Pro c e e d i n g s ,   v o l .   4 7 ,   p p .   3 1 8 ‑ 3 2 0 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . ma t p r . 2 0 2 1 . 0 4 . 4 8 0 .     [ 4 ]   M .   M .   J a w a d   e t   a l . ,   " I m p l a n t a b l e   s l o t   a n t e n n a   w i t h   s u b s t r a t e   i n t e g r a t e d   w a v e g u i d e   f o r   b i o m e d i c a l   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 9 ,   n o .   5 ,   p p .   1 4 5 0 - 1 4 5 5 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / t e l k o m n i k a . v 1 9 i 5 . 1 9 9 5 2 .     [ 5 ]   S .   H .   K i a n i   e t   a l . ,  " S i d e - e d g e   d u a l - b a n d   M I M O   a n t e n n a   sy st e m  f o r   5 G   c e l l u l a r   d e v i c e s, "   AEU - I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   El e c t r o n i c s   a n d   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 7 3 ,   p .   1 5 4 9 9 2 ,   J a n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e u e . 2 0 2 3 . 1 5 4 9 9 2 .   [ 6 ]   H .   A .   A l s a w a f   a n d   A .   E .   K a n a a n ,   " R e c t a n g u l a r   a n d   c i r c u l a r   a n t e n n a s   d e s i g n   f o r   B l u e t o o t h   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 .   2 1 ,   n o .   1 ,   p p .   8 - 1 7 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / t e l k o m n i k a . v 2 1 i 1 . 2 1 8 2 4 .   [ 7 ]   R .   D u b e y ,   A .   S i n g h ,   S .   K .   S r i v a s t a v a ,   A j i t e s h ,   a n d   M .   K .   M e s h r a m ,   " A   d u a l   w i d e - b a n d   i n g e s t i b l e   a n t e n n a   d e s i g n   f o r   w i r e l e s s   c a p s u l e   e n d o s c o p y , "   AEU - I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r o n i c s   a n d   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 7 2 ,   p .   1 5 4 9 3 5 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e u e . 2 0 2 3 . 1 5 4 9 3 5 .   [ 8 ]   Y .   C .   K i m,  J .   H .   Y i m ,   A .   A .   K h a n ,   J.  K i m,   a n d   Y .   H .   A h n ,   " R a p i d   T H z   t i me - of - f l i g h t   i mag i n g   o n   s i n g l e   l a y e r   g r a p h e n e   f o r   c o n d u c t i v i t y   a sse ssm e n t , "   I n f r a re d   Ph y si c s   &   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 3 7 ,   p .   1 0 5 2 0 1 ,   M a r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i n f r a r e d . 2 0 2 4 . 1 0 5 2 0 1 .   [ 9 ]   A .   S i n g h   a n d   S .   S i n g h ,   " A   t r a p e z o i d a l   mi c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   o n   p h o t o n i c   c r y st a l   su b s t r a t e   f o r   h i g h   s p e e d   T H z   a p p l i c a t i o n s, "   Ph o t o n i c s   a n d   N a n o st r u c t u r e s - F u n d a m e n t a l s  a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   1 4 ,   p p .   5 2 ‑ 6 2 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p h o t o n i c s . 2 0 1 5 . 0 1 . 0 0 3 .     [ 1 0 ]   R .   G o y a l   a n d   D .   K .   V i sh w a k a r ma,   " D e si g n   o f   a   g r a p h e n e ‐ b a se d   p a t c h   a n t e n n a   o n   g l a ss   su b s t r a t e   f o r   h i g h ‐ sp e e d   t e r a h e r t z   c o mm u n i c a t i o n s , "   M i c r o   &   O p t i c a l   T e c h   L e t t e rs ,   v o l .   6 0 ,   n o.   7 ,   p p .   1 5 9 4 ‑ 1 6 0 0 ,   Ju l .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / mo p . 3 1 2 1 6 .   [ 1 1 ]   K .   C h o p r a ,   S .   M i sr a ,   S .   H .   G u p t a ,  a n d   A .   R a j a w a t ,   " D e si g n   a n d   o p t i m i z a t i o n   o f   mu l t i a r r a y   a n t e n n a   o p e r a t i n g   i n   t e r a h e r t z   ( T H z )   b a n d   f o r   i n - v i v o   n a n o n e t w o r k s, "   O p t i k ,   v o l .   2 6 5 ,   p .   1 6 9 4 7 5 ,   S e p .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j l e o . 2 0 2 2 . 1 6 9 4 7 5 .   [ 1 2 ]   A .   S h u b h a m,   D .   S a m a n t a r a y ,   S .   K .   G h o sh ,   S .   D w i v e d i ,   a n d   S .   B h a t t a c h a r y y a ,   " P e r f o r man c e   i m p r o v e me n t   o f   a   g r a p h e n e   p a t c h   a n t e n n a   u si n g   me t a s u r f a c e   f o r   T H z   a p p l i c a t i o n s, "   O p t i k ,   v o l .   2 6 4 ,   p .   1 6 9 4 1 2 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j l e o . 2 0 2 2 . 1 6 9 4 1 2 .     [ 1 3 ]   H .   A .   A b d u l n a b i ,   M .   A .   S h u r i j i ,   a n d   S .   A h m e d ,   " U W B   T H z   p l a s m o n i c   m i c r o s t r i p   a n t e n n a   b a s e d   o n   g r a p h e n e , "   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 .   1 ,   p p .   3 0 - 3 6 ,   F e b .   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 1 . 1 3 1 5 3 .   [ 1 4 ]   C .   A r o r a ,   S .   S .   P a t t n a i k ,   a n d   R .   N .   B a r a l ,   " P e r f o r man c e   e n h a n c e me n t   o f   p a t c h   a n t e n n a   a r r a y   f o r   5 . 8   G H z   W i - M A X   a p p l i c a t i o n s   u si n g   me t a mat e r i a l   i n sp i r e d   t e c h n i q u e , "   AEU - I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   El e c t r o n i c s  a n d   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   7 9 ,   p p .   1 2 4 ‑ 1 3 1 ,   S e p .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e u e . 2 0 1 7 . 0 5 . 0 4 5 .     [ 1 5 ]   A .   D .   T a d e s se ,   O .   P .   A c h a r y a ,   a n d   S .   S a h u ,   " A p p l i c a t i o n   o f   me t a m a t e r i a l s   f o r   p e r f o r m a n c e   e n h a n c e me n t   o f   p l a n a r   a n t e n n a s:   A   r e v i e w , "   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   RF   a n d   M i c r o w a v e   C o m p u t e r‐ A i d e d   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   3 0 ,   n o .   5 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / mm c e . 2 2 1 5 4 .   [ 1 6 ]   Z .   Ji a ,   F .   L i u ,   X .   J i a n g ,   a n d   L .   W a n g ,   " En g i n e e r i n g   l a t t i c e   me t a ma t e r i a l s  f o r   e x t r e m e   p r o p e r t y ,   p r o g r a mm a b i l i t y ,   a n d   mu l t i f u n c t i o n a l i t y , "   J o u rn a l   o f   Ap p l i e d   P h y s i c s ,   v o l .   1 2 7 ,   n o.   1 5 ,   p .   1 5 0 9 0 1 ,   A p r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 5 . 0 0 0 4 7 2 4 .   [ 1 7 ]   U .   N .   N i ss a n ,   G .   S i n g h ,   a n d   A .   A y o k u n l e ,   " L o w   si d e l o b e   l e v e l s   T e r a h e r t z   mi c r o st r i p   a n t e n n a s  f o r   b i o - se n si n g   a n d   c o mm u n i c a t i o n s , "   S e n so rs   I n t e r n a t i o n a l ,   v o l .   2 ,   p .   1 0 0 0 9 7 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s i n t l . 2 0 2 1 . 1 0 0 0 9 7 .   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.  2 3 ,   No .   2 ,  A p r il   20 2 5 :  2 6 7 - 274   274   [ 1 8 ]   F .   Z e r r a d   e t   a l . ,  " M u l t i l a y e r e d   me t a mat e r i a l s  a r r a y   a n t e n n a   b a se d   o n   a r t i f i c i a l   mag n e t i c   c o n d u c t o r ’ s  st r u c t u r e   f o r   t h e   a p p l i c a t i o n   d i a g n o st i c   b r e a st   c a n c e r   d e t e c t i o n   w i t h   mi c r o w a v e   i mag i n g , "   M e d i c a l   En g i n e e ri n g   &   Ph y si c s ,   v o l .   9 9 ,   p .   1 0 3 7 3 7 ,   Ja n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . me d e n g p h y . 2 0 2 1 . 1 0 3 7 3 7 .   [ 1 9 ]   C .   C h e n g ,   Y .   L u ,   D .   Z h a n g ,   F .   R u a n ,   a n d   G .   L i ,   " G a i n   e n h a n c e me n t   o f   t e r a h e r t z   p a t c h   a n t e n n a s  b y   c o a t i n g   e p si l o n - n e a r - z e r o   me t a mat e r i a l s ,"   S u p e rl a t t i c e s   a n d   Mi c ro st r u c t u res ,   v o l .   1 3 9 ,   p .   1 0 6 3 9 0 ,   M a r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s p m i . 2 0 2 0 . 1 0 6 3 9 0 .   [ 2 0 ]   P .   D a s  a n d   G .   V a r sh n e y ,   " G a i n   e n h a n c e me n t   o f   d u a l - b a n d   t e r a h e r t z   a n t e n n a   u si n g   r e f l e c t i o n - b a se d   f r e q u e n c y   sel e c t i v e   su r f a c e s, "   O p t i c a l   a n d   q u a n t u m   e l e c t r o n i c s ,   v o l .   5 4 ,   n o.   3 ,   p .   1 6 1 ,   M a r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 0 8 2 - 0 2 2 - 0 3 5 4 8 - 4.     [ 2 1 ]   M .   Y .   Z e a i n   e t   a l . ,   " A   n e w   t e c h n i q u e   o f   F S S - b a se d   n o v e l   c h a i r - sh a p e d   c o m p a c t   M I M O   a n t e n n a   t o   e n h a n c e   t h e   g a i n   f o r   su b - 6 G H z   5 G   a p p l i c a t i o n s , "   i n   I EEE   Ac c e ss,   v o l .   1 2 ,   p p .   4 9 4 8 9 - 4 9 5 0 7 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 3 8 0 0 1 3 .   [ 2 2 ]   A .   J.  A .   A l - G b u r i ,   I .   B .   M .   I b r a h i m ,   M .   Y .   Z e a i n ,   a n d   Z .   Z a k a r i a ,   " C o mp a c t   si z e   a n d   h i g h   g a i n   o f   C P W - F e d   U W B   st r a w b e r r y   a r t i s t i c   s h a p e d   p r i n t e d   mo n o p o l e   a n t e n n a s  u s i n g   F S S   si n g l e   l a y e r   r e f l e c t o r , "   i n   I E EE  Ac c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   9 2 6 9 7 - 9 2 7 0 7 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 2 9 9 5 0 6 9 .   [ 2 3 ]   F .   F .   D .   A r a ú j o ,   A .   L .   P .   D .   S .   C a m p o s,  R .   V .   D .   A .   L i r a ,   A .   G o m e s  N e t o ,   a n d   A .   G .   d ’ A ssu n ç ã o ,   " B a n d w i d t h   e n h a n c e me n t   o f   mi c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   u s i n g   me t a s u r f a c e , "   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   El e c t r o m a g n e t i c   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   2 0 ,   n o.   1 ,   p p .   1 0 5 ‑ 1 1 7 ,   M a r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 5 9 0 / 2 1 7 9 - 1 0 7 4 2 0 2 1 v 2 0 i 1 9 5 9 .   [ 2 4 ]   A .   A .   A b d u l b a r i   e t   a l . ,  " S i n g l e - l a y e r   p l a n a r   mo n o p o l e   a n t e n n a - b a se d   a r t i f i c i a l   m a g n e t i c   c o n d u c t o r   ( A M C ) , "   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   An t e n n a s   a n d   Pr o p a g a t i o n ,   v o l .   2 0 2 2 ,   p p .   1 ‑ 9 ,   Ju l .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 2 / 6 7 2 4 1 7 5 .   [ 2 5 ]   M .   A l i b a k h s h i k e n a r i   e t   a l . ,   " I mp e d a n c e   b a n d w i d t h   i m p r o v e me n t   o f   a   p l a n a r   a n t e n n a   b a se d   o n   me t a m a t e r i a l - i n s p i r e d   T - mat c h i n g   n e t w o r k , "   I EEE  A c c e s s ,   v o l .   9 ,   p p .   6 7 9 1 6 - 6 7 9 2 7 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C E S S . 2 0 2 1 . 3 0 7 6 9 7 5 .   [ 2 6 ]   S .   Y o u n e s  a n d   F .   Jao u a d ,   " W e a r a b l e   p a t c h   a n t e n n a   w i t h   r e c t a n g u l a r   sl o t s   a n d   d e f e c t e d   g r o u n d   f o r   b i o me d i c a l   a p p l i c a t i o n s , "   in   2 0 2 3   I EEE  I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o n t e m p o r a ry  C o m p u t i n g   a n d   C o m m u n i c a t i o n s  ( I n C 4 ) ,   B a n g a l o r e ,   I n d i a ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 - 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I n C 4 5 7 7 3 0 . 2 0 2 3 . 1 0 2 6 3 1 0 9 .     [ 2 7 ]   P r i n c e ,   G .   K a u r ,   V .   M e h t a ,   a n d   E.   S i d h u ,   " R e c t a n g u l a r   t e r a h e r t z   mi c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   d e si g n   f o r   v i t a mi n   K 2   d e t e c t i o n   a p p l i c a t i o n s,"   in   2 0 1 7   1 s t   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   E l e c t r o n i c s ,   Ma t e r i a l s   En g i n e e r i n g   a n d   N a n o - T e c h n o l o g y   ( I E ME N T e c h ) ,  K o l k a t a ,   I n d i a ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 - 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I EM EN T EC H . 2 0 1 7 . 8 0 7 6 9 2 9 .   [ 2 8 ]   S .   P .   J.   C h r i st y d a ss   a n d   N .   N u r h a y a t i ,   " M u l t i b a n d   T H z   r e c t a n g u l a r   mi c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   w i t h   h e x a g o n a l   c o m p l e me n t a r y   sp l i t   r i n g   r e so n a t o r , "   in   2 0 2 1   3 rd   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   R e se a rc h   a n d   A c a d e m i c   C o m m u n i t y   S e rv i c e s  ( I C RA C O S ) ,   S u r a b a y a ,   I n d o n e si a ,   2 0 2 1 ,   p p .   2 0 3 - 2 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C R A C O S 5 3 6 8 0 . 2 0 2 1 . 9 7 0 2 0 8 3 .   [ 2 9 ]   M .   S h a l i n i ,   " P e r f o r man c e   p r e d i c t i o n s   o f   sl o t t e d   g r a p h e n e   p a t c h   a n t e n n a   f o r   mu l t i - b a n d   o p e r a t i o n   i n   t e r a h e r t z   r e g i me ,"   O p t i k ,   v o l .   2 0 4 ,   p .   1 6 4 2 2 3 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j l e o . 2 0 2 0 . 1 6 4 2 2 3 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        S ira j  Yo u n e s          re c e iv e d   h is  M a ste r ’ s  d e g re e   in   I n d u strial  C o m p u ter  E n g in e e rin g   a n d   I n str u m e n tatio n   f ro m   th e   F a c u lt y   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y   Err a c h id ia  (F S T E),   M o u lay   Is m a il   Un iv e rsit y ,   M o ro c c o ,   i n   2 0 2 0 .   P re se n t ly ,   h e   is  p u rsu i n g   a   P h . D.  a t   F S T E  i n   Err a c h i d ia,   M o u lay   Ism a il   Un iv e rsit y ,   M e k n e s,  sta rti n g   in   2 0 2 2 .   His   re se a rc h   f o c u se s  o n   th e   d e sig n   a n d   o p ti m iza ti o n   o f   p a tch   a n te n n a s  f o r  b io m e d ica l  a p p li c a ti o n s .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   y . sir a j@e d u . u m i. a c . m a .         Fo sh i  J a o u a d           P r o f e ss o r  o f  H ig h e r  E d u c a ti o n   i n   T e lec o m m u n ica ti o n s  a t  th e   F a c u lt y   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y   in   Err a c h id ia  M o ro c c o   si n c e   2 0 0 8 ,   h e   o b tain e d   h i s   Na ti o n a l  D o c to ra te  i n   2 0 0 1   f ro m   th e   F a c u lt y   o f   S c ien c e s  a t  M o u lay   Ism a il   Un iv e rsity   in   M e k n e s,  M o r o c c o .   Cu rre n tl y ,   h e   se rv e s  a s  th e   d e a n   o f   F S T E.   His  r e se a rc h   in tere sts  e n c o m p a ss   th e   in v e stig a ti o n   o f   p a tch   a n ten n a s  in   v a rio u s  a p p li c a ti o n s.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  j. f o sh i@f ste . u m i. a c . m a .         K a o u t a r   S a i d i  Ala o u i          A s sista n t  P r o f e ss o r  o f   H ig h e r  E d u c a ti o n   in   T e le c o m m u n ica ti o n s  a n d   E lec tro n ics   a t  th e   Da k h la  Hig h e r  S c h o o l  o f   T e c h n o lo g y ,   Ib n   Zo h r   Un iv e rsit y ,   A g a d ir  M o ro c c o   sin c e   2 0 2 1 ,   s h e   o b tai n e d   h is   Na ti o n a l   Do c to ra te   in   2 0 2 0   f ro m   th e   F a c u lt y   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y   in   Err a c h id ia  a t  M o u lay   Is m a il   Un iv e rsit y   in   M e k n e s,   M o ro c c o .   Cu rre n t ly ,   sh e ’ s  th e   c o o rd i n a to r  o f   th e   e lec tri c a l  e n g in e e rin g   b ra n c h   a t  t h e   Da k h la  Hig h e r  S c h o o l  o f   T e c h n o lo g y .   He r  re se a rc h   in tere sts  e n c o m p a ss   o p ti c a l  f ib e r,   OCD M A ,   a n d   p a tch   a n te n n a s  f o r  b i o m e d ica l  a p p li c a ti o n s.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  k . a lao u isa id i@u iz.ac . m a .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.