I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo rm a t ics a nd   Co m m un ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l.  1 4 ,   No .   1 ,  A p r il   20 2 5 ,   p p .   1 74 ~ 181   I SS N:  2252 - 8 7 7 6 ,  DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /iji ct . v 1 4 i 1 . pp 174 - 1 8 1           174       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ict. ia esco r e. co m   Plana r he x a g o na l  patch mu ltiple  in put  mul tiple  outp ut  4 × 4  a ntenna for  UWB   a pplica tion s       Na s rul,  F irda us ,   N urra ud y a   T uz  Z a hra ,   M a u lid y a   Ra chm a wa t i   D e p a r t me n t   of   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   P a d a n g   S t a t e   P o l y t e c h n i c ,   P a d a n g   C i t y ,   I n d o n e s i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   1 5 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Oct  2 3 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   No v   1 9 ,   2 0 2 4       Th e   c o m b i n a ti o n   o f  m u lt i p le  i n p u t   m u lt i p le  o u t p u t   (M I M O)  a n t e n n a s  a n d   Ultra - Wi d e b a n d   (UWB)   tec h n o l o g y   o ffe rs  se v e ra l  a d v a n tag e s,  in c lu d in g   re d u c e d   i n terfe re n c e ,   imp r o v e d   iso lati o n ,   a n d   o p ti m ize d   d u a l  p a th s.     Th e se   b e n e fit s  e x ten d   t h e   ra n g e   a n d   e n h a n c e   sig n a l  q u a li t y .   Ho we v e r ,  d e sig n i n g   UWB - M IM O   a n ten n a s  p re se n ts  c h a ll e n g e s,  su c h   a s  a c h i e v in g   lo w   m u tu a l  c o u p li n g   f o r  h i g h   iso lati o n   a n d   c re a ti n g   sm a ll - siz e d   a n ten n a s  su it a b le  fo r  p o rtab le  d e v ice s  wh il e   b e in g   e ffe c ti v e   fo r  UWB  fre q u e n c ies   in   a   M IM O  c o n fig u ra ti o n .   Th e   p r o p o se d   a n te n n a   is   a   4 × 4   p lan a r  M IM O   a n ten n a   with   a   h e x a g o n - sh a p e d   p a tch ,   a   p a rti a l  g ro u n d   p lan e   fe a tu rin g   a n   i n v e rted   L - stu b   o n   th e   left  sid e ,   a n d   a   p lu s - s h a p e d   sl o t  i n   th e   c e n tre  g ro u n d .   It   h a s d ime n sio n s  o f   32 × 32 × 1 . 6   m m ³   a n d   is  c a p a b le  o f  a c h iev in g   a   wid e   b a n d wid th   o f     3 - 1 2 . 5   G Hz .   Th e   a n te n n a ’ s  p e rfo rm a n c e   m e a su re m e n ts  a re   i m p re ss iv e :  re tu rn   l o ss   b e lo w  - 1 0   d B  a t  fre q u e n c ies   o f  3 - 1 2 . 5   G Hz ,   m u tu a l   c o u p l in g   b e lo w  - 1 6 . 5   d B,   e n v e lo p e   c o rr e latio n   c o e fficie n t  ( ECC)  b e ll o w  0 . 0 0 5 ,   d iv e rsit y   g a in   (DG )   o f  m o re   th a n   9 . 9 7 ,   t o tal   a c ti v e   re flec ti o n   c o e fficie n t   (TARC)  b e lo w  - 1 0   d B.   Ba se d   o n   th e se   re su lt s,  th e   p ro p o se d   a n ten n a   o ffe rs  e x c e ll e n t  p e rfo rm a n c e   fo r  UW B  a p p li c a ti o n s,  fe a tu ri n g   h ig h   e fficie n c y ,   m in ima l  in terfe re n c e   b e twe e n   a n ten n a   e lem e n ts,  a n d   o p t ima l  d i v e rsity   p e rfo rm a n c e .   K ey w o r d s :   4   elem en ts   C o m p ac t d im en s io n     Hex ag o n al  p atch   MI MO   an ten n a   Ultr a - w id eb an d   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 :   Nasr u l    Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Pad a n g   State  Po ly tec h n ic   Pad an g   C ity ,   W est Su m ater a,   I n d o n esia   E m ail: n asru ln awi. 0 6 5 @ g m ail . co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  d em an d   f o r   h ig h - s p ee d   d ata  tr an s m is s io n   is   r is in g   as  a  r esu lt  o f   th e  d ev el o p m en t  o f   wir eless   co m m u n icatio n   tech n o lo g ies  [ 1] .   Ultr a - w id eb an d   ( UW B )   tech n o lo g y ,   wh ich   u tili ze s   r ad io   wav es  with   a  b r o ad   b a n d wid th   [ 1] ,   h as  g a r n er ed   atten tio n   d u e   to   its   s u b s tan tial  ca p ac ity ,   h ig h   d at a  r ates,  lo w   p o wer   co n s u m p tio n ,   an d   r esis tan ce   to   s ig n al  in ter f er en ce   [ 2] ,   [ 3] .   T h e  f ed er al  co m m u n icatio n   co m m is s io n   ( FC C )   s et   asid e  3 . 1   GHz   to   1 0 . 6   GHz   as   th e  f r eq u e n cy   b an d   f o r   UW B   ap p licatio n s   in   2 0 0 2   [ 4] .   Ho wev er ,   UW B   f ac es  ch allen g es  s u ch   as  m u ltip ath   f ad in g ,   m a k in g   l o n g - d is tan ce   tr an s m is s io n   p r o b lem atic  [ 5] ,  [ 6] .   T o   ad d r ess   th is ,   UW B   tech n o lo g y   h as  b ee n   c o m b in ed   with   m u ltip le  in p u t  m u ltip le  o u t p u t  ( MI MO )   tech n o lo g y   [ 7] .   MI MO   an ten n as  em p lo y   m u ltip le  an ten n a  elem en ts   to   s im u ltan eo u s ly   tr an s m it  an d   r ec eiv e  m u ltip le  d ata  s ig n als   th r o u g h   d if f e r en t  p ath s   [ 8] ,  [ 9] .   I n   p o r tab le  d e v ices,  th e  clo s e  p r o x im ity   o f   an ten n a  el em en ts   ca n   lead   to   m u tu al  co u p lin g ,   wh ich   m ay   d eg r ad e  a n ten n a  p e r f o r m an ce   [ 8] ,  [ 10] .   T o   m itig ate  th is ,   ea ch   an ten n a  m u s t  b e   s p ac ed   an d   d ec o u p led   to   m i n im ize  m u tu al  co u p lin g   [ 1 1 ] ,  [ 12] .   B y   in teg r atin g   MI MO   with   U W B ,   th e   s tr en g th s   o f   ea c h   tech n o lo g y   ar e  lev er ag e d   t o   r ed u ce   in ter f er en ce ,   en h an ce   is o latio n   [ 1 3 ] ,  [ 1 4 ] ,   an d   o p tim ize  m u ltip ath   [ 14 ] ,   u ltima tely   ex te n d in g   c o v er a g e  an d   im p r o v in g   s ig n al  q u ality .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       P la n a r   h ex a g o n a l p a tc h   mu ltip le  in p u t m u ltip le  o u tp u t  4 ×4   a n ten n a   fo r   UWB   a p p lica tio n s   ( N a s r u l )   175   I n   r ec e n t  r esear ch   [ 15] ,   a   4 × 4   MI MO   an te n n a   m ea s u r in g   3 3   mm   ×   34   m m   ac h iev ed   a   b an d wid th   o f   2 . 5 - 1 2   GHz   an d   d em o n s tr ated   is o latio n   with   m u tu al  co u p lin g   o f   <  - 1 5   d B .   An o th er   s tu d y   [ 16] ,   f o cu s ed   o n   a   4 - p o r t  a n ten n a  with   d im e n s io n s   o f   5 8 ×5 8 ×0 . 8   m m 3 ,   w h ich   ex h i b ited   m u tu al  co u p lin g   o f   < - 18   d B .   Ad d itio n ally ,   a  co m p ac t  4 × 4   MI MO   an ten n a  d ev elo p ed   b y   [ 12]   m ea s u r e d   4 0 × 4 0 ×1 . 6   m m 3   an d   d is p lay ed   a   f r eq u e n cy   r esp o n s e  b an d   o f   3 . 2   to   1 3 . 4   GHz   with   a  s m al l  m u tu al  co u p lin g   o f   <   - 2 0   d B .   B ased   o n   th ese  st u d ies,  th e  m ain   c h allen g es   o f   UW B - MI MO   an ten n as  ar e  ac h iev in g   lo w   m u tu al  c o u p lin g   to   im p r o v e   is o latio n ,   as  well  as  d esig n in g   s m all  an ten n as  th at  ar e   ef f ec t iv e  f o r   UW B   f r eq u en cies,  m a k in g   th e m   s u itab le   f o r   p o r tab le  d e v ices   [ 1 7 ] .   T h is   s tu d y   u s es  an   o r th o g o n al   ar r an g em en t  o f   an te n n a  elem en ts   to   cr ea te  a  4 × 4   MI MO   a n ten n a  f o r   UW B   f r eq u en cies  with   a  p lan ar   h ex a g o n al  p atch .   T h e  an ten n a  elem en ts   ar e  ar r an g e d   in   d i f f er in g   o r ien tatio n s   f r o m   o n e  a n o th er   in   o r d er   to   ac h iev e  lo w  m u tu al  co u p lin g   an d   a  g r ea ter   r a n g e  o f   r a d iatio n   p atter n s   an d   d ir ec tio n s   f o r   s ig n al  p r o p ag ati o n .         2.   ANT E NNA  D E SI G N   T h e  an te n n a   to   b e  d esig n ed   is   a  4 × 4   p lan a r   m o n o p o le   MI M O  an ten n a   with   UW B   wo r k i n g   f r e q u en c y   ( 3 . 1 - 1 0 . 6   GHz ) .   T h e  d esig n   p r o ce s s   in v o lv es  cr ea tin g   a  UW B   an ten n a  with   a  s in g le  elem en t,  f o llo wed   b y   co n f ig u r in g   it  in to   a  MI MO   a n ten n a.   T h e  an ten n a  is   d esig n ed   with   a  h ex ag o n al  p atch   an d   u s es  th e  d ef ec ted   g r o u n d   s tr u ctu r e   tech n iq u e .     2 . 1 .     UWB   s ing le - elem ent   a nte nn a   des ig n   T h e  d esig n ed   an ten n a  is   a  m icr o s tr ip   an ten n a   u s in g   FR - 4   s u b s tr ate  m ater ial  with   d im en s io n s   o f     16  ×   1 6   m m ² ,   d ielec tr ic  co n s tan t  ( ɛ r )   4 . 6 ,   an d   c o p p er   t h ick n ess   o f   0 . 0 3 5   m m .   T h e  ca lcu l ated   d im en s io n s   o f   th e  r ec tan g u lar   s in g le - p atch   an ten n a  a r e  th e   wid th   a n d   le n g th   o f   th e   p atch ,   f o r m in g   a   r ec tan g u lar   p atc h   an ten n a  [ 18] .   T h en   d eter m in e   th e  d im en s io n s   o f   th e  a n ten n a  g r o u n d   p la n e  in   th e   f o r m   o f   th e  wid th   an d   len g th   o f   th e  g r o u n d   p la n e.      = 2 0 √ ( Ɛ + 1 ) 2      ( 1 )     = ( + 1 2 ) + ( − 1 2 ) ( 1 + 12 ℎ  ) − 1 / 2      ( 2 )     T h e  ch an g e  in   len g th   d u e  to   th e  f r in g e  p lan e  is   ca lcu lated   b y   ( 3 ) .     ∆ = 0 , 421 ( Ɛ  + 0 , 3 ) (   ℎ + 0 , 264 ) ( Ɛ  + 0 , 258 ) (   ℎ + 0 , 8 )        ( 3 )     Patch   len g th   ( lp )   is   ca lcu lated   b y   ( 4 ) .      = 2 √ − 2 ∆       ( 4 )     T h e  g r o u n d   p lan e  d im en s io n s   ar e  ca lcu lated   u s in g   t h e  ( 5 ) ,   ( 6 ) .     =  + 6ℎ      ( 5 )     =  + 6ℎ        ( 6 )     T h e  an ten n a  co m p r is es  a  p a r tial  g r o u n d   p lan e  with   an   a d d i tio n al  s lo t  s y m b o l   in   th e   ce n t er   an d   an   in v er ted   L - s h ap ed   s tu b   o n   th e   lef t  s id e,   r esem b lin g   a  d iam o n d .   T h is   d esig n   ac h iev es  a n   e x ten s iv e  b an d wid th   u s in g   th e  d ef ec ted   s tr u ctu r e  g r o u n d   ( DGS)   ap p r o ac h .   T h e   f o llo win g   ar e  th e  g eo m etr ic   p ar am eter s   o f   th e  s u g g ested   UW B   an ten n a  wit h   a  s in g le  ele m en t:   ws=ls =  wg 1 =1 6   m m ,   h s =1 . 6   m m ,   wf =2   m m ,   lf =5 . 5   m m ,   h c= 0 . 0 3 5   m m ,   wp 1 = 1 1   m m ,   lp 1 =8   m m ,   wp 2 = 2 . 5   m m ,   lp 2 =6   m m ,   wp 3 =2 .   5   m m ,   lp 3 = 2   m m ,   lg 1 =5   m m ,   wg 2 =2   m m ,   lg 2 = 1 1   m m ,   wg 3 =3   m m ,   lg 3 =1   m m ,   a= 2   m m ,   b =1   m m ,   c= 4   m m ,   an d   d =3   m m .   Fig u r e  1   s h o ws  th e  UW B   s in g le  elem e n t  an t en n a  co n f i g u r atio n   with   th e  f r o n t  v iew  in   F ig u r e  1 ( a )   an d   th e  b ac k   v iew  in     F ig u r e  1 ( b ) .   Fig u r e  2   s h o ws th e  d esig n   p r o ce d u r e  f o r   a  s in g le - elem en t U W B   an ten n a .   T o   ac h iev e  a  wi d e  wo r k in g   f r eq u e n cy ,   t h e  an ten n a  is   f ir s t   d esig n ed   in   a  r ec tan g u lar   s h ap e  with   a  f u ll  g r o u n d   as  s h o wn   in   Fig u r e  2 ( a ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  1 4 ,   No .   1 ,  A p r il   20 2 5 :   174 - 1 8 1   176   T h is   d esig n   is   th en   m o d if ie d   with   a  p ar tial  g r o u n d   as  s h o wn   in   Fig u r e  2 ( b ) .   Nex t,   th e  co r n e r s   o f   th e   r ec tan g u lar   p atch   a r e  cu t  in   F ig u r e  2 ( c )   an d   Fig u r e  2 ( d )   u n til  th e  p atch   is   h ex ag o n al  in   s h ap e,   f o llo we d   b y   m o d if y in g   th e  g r o u n d   u s in g   th e  DGS  tech n iq u e   in   s tag es  as  s h o wn   in   Fig u r e   2 ( e ) ,   Fig u r e   2 ( f ) ,   a n d     Fig u r e  2 ( g ) .   T h is   in v o l v es  ad d in g   an   in v er ted   L   s tu b   o n   th e  lef t  g r o u n d   an d   cu ttin g   th e  ce n ter   g r o u n d   with   a   s lo t in   th e  s h ap e  o f   a  p lu s   s y m b o l.  T h e  ev o l u tio n   o f   th e  an te n n a  in to   an   UW B   an ten n a  is   c o m p leted   at  Step   G,   with   th e  s - p a r am eter   r esu lts   s h o wn   i n   Fig u r e  3 .   Fro m   th is   g r ap h ,   th er e   is   a  g r ad u al  im p r o v em en t   in   a n ten n a   p er f o r m an ce ,   with   th e  a n ten n a  at  Step   G  s h o win g   th e   b est  r etu r n   lo s s   ch ar ac te r is tics   in   lin e  with   UW B   s p ec if icatio n s .   E v er y   d esig n   m o d if icatio n   m ad e  b etwe en   S tep s   A  an d   G  h as  a  m ajo r   ef f ec t  o n   th e   f r e q u en c y   r esp o n s e  an d   r aises   th e  an ten n a ’ s   o v er all  ef f icie n c y .           ( a)   ( b )     Fig u r e  1 .   Desig n   o f   a  s in g le - el em en t p lan ar   UW B   an ten n a   ( a )   f r o n t v iew  an d   ( b )   b ac k   v iew                     ( a)   ( b )   ( c)   ( d )   ( e)   (f)   ( g )     Fig u r e  2 .   Step wis e  im p lem en t atio n   s in g le - elem en t U W B   an ten n a ; ( a)   Step   A ,   ( b )   Step   B ,   ( c)   Step   C ,    ( d )   Step   D ,   ( e )   Step   E ,   ( f )   Step   F ,   an d   ( g )   Step   G           Fig u r e  3 .   E v o lu tio n   S - p ar am et er s   a   s in g le - elem en t U W B   an ten n a       2 . 2 .     UWB - M I M O   4 × 4   a nte n na   co nfig ura t io n   T h e  an ten n a  r ad iatio n   an d   m u tu al  co u p lin g   o f   M I MO   an ten n as  ar e  h ig h ly   in f lu e n c ed   b y   th e   ar r an g em e n t  o f   th e  4 × 4   MI MO   an ten n a  p o r t  d u r in g   th e  m a n u f ac tu r i n g   p r o ce s s .   T h er ef o r e,   r esear ch   in to   th e   MI MO   an ten n a   co n f ig u r atio n   is   v ital.  Fo r   2 × 2   M I MO   an t en n as,  th er e   ar e   th r ee   p o s s ib le  p o r t  lo ca tio n s   o r   co n f ig u r atio n s :  d ir ec ti o n al  [ 1 9 ] ,   co u n ter clo c k wis e  [ 6] ,   an d   o r th o g o n al  [ 20] .   Fig u r e  4   s h o w s   th e  co n f ig u r atio n   o f   th e  MI MO   an te n n a  2 - elem e n t.   Fro m   th e  th r ee   d if f er en t  an te n n a  co n f ig u r atio n s ,   it  is   k n o wn   th at  th e  b est  p o r t  p lace m en t  s ce n ar io   to   p r o d u ce   th e  s m allest  m u tu al   co u p lin g   p a r am eter   v alu e  i s   th e  co u n te r clo ck wis e  an d   o r th o g o n al  MI MO   an ten n a  co n f ig u r atio n .   Fig u r e s   4 ( a)   an d   4 ( b )   s h o w  th at  th e  co u n ter clo c k wis e  an d   o r th o g o n al  MI MO   an ten n a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       P la n a r   h ex a g o n a l p a tc h   mu ltip le  in p u t m u ltip le  o u tp u t  4 ×4   a n ten n a   fo r   UWB   a p p lica tio n s   ( N a s r u l )   177   p o r t  p lace m en t   p r o v id es  b etter   is o latio n   co m p a r ed   to   t h e  li n ea r   MI MO   an ten n a  c o n f ig u r atio n   in   Fig u r e   4 ( c ) .   T h is   s h o ws  th at  p l ac in g   th e   p o r ts   clo s e  to g eth er   an d   in   th e   s am e  d ir ec tio n   in cr ea s es  co ale s ce n ce   an d   r ed u ce s   is o latio n .   T h is   is   d u e  to   th e   clo s e  s p ac in g   o f   t h e  a n ten n as  a n d   th e   s am e  r a d iatio n   d ir ec tio n ,   wh ich   af f ec ts   t h e   an ten n a  r ad iatio n   an d   im p ac ts   th e  m u tu al  co u p lin g   p a r am et er s   o f   t h e  MI MO   a n ten n a.   T h er ef o r e,   th e  o p tim al  4 × 4   MI MO   an ten n a  ar r a y   an d   s u b s eq u en t S - p ar am ete r s   ar e  s h o wn   in   Fig u r e  5 .             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r e  4 .   2 - elem en t M I MO - U W B   an ten n a  co n f ig u r atio n ;   ( a)   d ir ec tio n al ,   ( b )   co u n ter clo c k wis e ,   an d     ( c)   o r th o g o n al           Fig u r e  5 . S - Par am eter s   r esu lts   o f   p lan a r   h e x ag o n al  p atch   MI MO   4 × 4   an ten n a       3.   P ARAM E T R I C  S T UDY   T h e  an ten n a  d esig n   aim s   to   ac h iev e  o p tim al  an d   im p r o v ed   p er f o r m a n ce   th r o u g h   p ar a m e ter   s tu d ies   f o cu s in g   o n   th e   wid th   o f   g r o u n d   2   ( wg 2 )   an d   g r o u n d   3   ( wg 3 ) .   At  th is   s tag e,   s im u latio n   a n d   o p tim izatio n   ar e   p er f o r m ed   u s in g   th e  p ar am ete r   s wee p   tech n iq u e,   v a r y in g   wg 2   f r o m   1   m m   t o   3   m m   an d   w g 3   f r o m   2   m m   t o   4   m m .   T h e  r esu lts   o f   th is   s tu d y   allo w  th e  an ten n a  d esig n   t o   m ee t  th e  d esire d   s p ec if icatio n s   an d   ac h iev e  o p tim al   p er f o r m an ce   as  s h o wn   in   Fig u r e  6 .   T h e  r esu lts   o f   th is   s tu d y   en ab led   th e   an ten n a  d esig n   to   m ee t  th e  d e s ir ed   s p ec if icatio n s   an d   ac h iev e  o p tim al  p er f o r m an ce   as  s h o w n   in   Fig u r e  6   with   p ar am ete r   s wee p   at  wg 2   in     Fig u r e  6 ( a)   an d   p ar am eter   s we ep   at  wg 3   in   Fig u r e  6 ( b ) .           ( a)   ( b )     Fig u r e  6 .   Simu latio n   S1 1   d im en s io n s   at  in v er ted   L   s lo t a t g r o u n d   p lan e   ( a )   wg 2   ( b )   w g 3   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  1 4 ,   No .   1 ,  A p r il   20 2 5 :   174 - 1 8 1   178   Af ter   p er f o r m in g   a  p ar a m eter   s wee p   f o r   g r o u n d   wid th s   2   ( wg 2 )   an d   3   ( w g 3 ) ,   th e  o p tim a l  s izes  ar e   wg 2   =  1   m m   a n d   wg 3   =   4   m m .   T h e   r esu ltin g   f r eq u en cy   b an d   is   3 . 0 2   -   1 2 . 5   GHz   with   th e  lo west  r eso n an t   r etu r n   lo s s   o f   - 2 7 . 7 6   d B .   T h is   o p tim izatio n   s ig n if ican tly   im p r o v es  p er f o r m an ce   co m p ar ed   to   th e  in itial   d esig n ,   with   a  wid e r   f r e q u e n cy   b a n d   a n d   lo we r   r etu r n   lo s s .   T h e  r ef in e d   g r o u n d   d i m en s io n s   en h an c e   im p ed an ce   m atch in g   an d   r ed u ce   s ig n al  r ef lectio n   ac r o s s   th e   UW B   s p ec tr u m   [ 21] ,   m ak in g   th e  an ten n a  b etter   s u ited   f o r   h i g h - p er f o r m an ce   U W B   ap p licatio n s   r eq u ir in g   wi d e  co v er a g e  an d   m in im al  s ig n al  lo s s .       4.     RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T h e  p r o to ty p e   an ten n a  f a b r ica tio n ,   s h o wn   in   Fig u r e  7   with   b o th   to p   an d   b o tto m   v iews,  d e m o n s tr ates   s ig n if ican t  p er f o r m a n ce   im p r o v em en ts .   An te n n a  m ea s u r e m en ts   wer e  co n d u cted   u s in g   telec o m m u n icatio n s   lab o r ato r y   m ea s u r em e n t  to o ls ,   in clu d in g   a  v ec to r   n etwo r k   an aly ze r   [ 2 2 ] .   T h e  f a b r icate d   an ten n a  ac h ie v ed   a   wid e  b an d wid th   o f   3 – 1 2 . 5   G Hz  with   m u tu al  co u p lin g   b el o w  - 1 6 . 5   d B ,   in d icatin g   s tr o n g   is o latio n   b etwe en   elem en ts .           Fig u r e  7 . S - p a r am eter s   an d   p r o to ty p e  f a b r icatio n   t o p   an d   b o tto m   v iew       4 . 1 .     Ra dia t io n  p a t t er ns   T h e  r ad iatio n   p atter n   g en er at ed   b y   th e  p lan ar   h ex ag o n al  p atch   4 × 4   MI MO   an ten n a  e x h ib its   an   o m n id ir ec tio n al   ch a r ac ter is tic,   m ee tin g   th e   ess en tial  r eq u ir em en ts   f o r   UW B   an ten n a   ap p licatio n s   [ 1 7 ] .    Fig u r e  8   p r esen ts   th e   r ad iatio n   p atter n   an d   g ain   r esu lts   in   t h e  p o la r   p lan e  at  v ar io u s   o p e r atin g   f r eq u e n cies:    3 . 1   GHz   in   Fig u r e  8 ( a ) ,   5   GHz   in   Fig u r e  8 ( b ) ,   8   GHz   in   Fig u r e  8 ( c) ,   an d   1 2   GHz   in   Fig u r e  8 ( d ) .               ( a)   ( b )   ( c)   ( d )     Fig u r e  8 .   Gain   a n d   r a d iatio n   p atter n   o f   f r eq u e n cy ;   ( a )   3 . 1   G Hzn ,   ( b )   5   GHz ,   ( c)   8   GHz ,   an d   ( d )   1 2   GHz       4 . 2 .     M I M O   perf o rm a nce  met ric   T h is   s ec tio n   d is cu s s es  v ar io u s   d iv er s ity   p er f o r m an ce   m etr ics,  in clu d in g   en v elo p e   c o r r elatio n   co ef f icien t   ( E C C ) ,   d iv er s ity   g ain   ( DG) ,   an d   to tal   ac tiv e  r ef lectio n   co ef f icien t   ( T A R C )   to   ass es s   th e   ef f ec tiv en ess   o f   th e  p r o p o s ed   UW B - MI MO   an ten n a  ar r ay   in   en v ir o n m en ts   s u b ject  to   m u lti - p ath   f a d in g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       P la n a r   h ex a g o n a l p a tc h   mu ltip le  in p u t m u ltip le  o u tp u t  4 ×4   a n ten n a   fo r   UWB   a p p lica tio n s   ( N a s r u l )   179   4 . 2 . 1 .   En v elo pe  co rr ela t io n c o ef f icient   E C C   q u an tifie s   th e  d eg r ee   o f   s im ilar ity   b etwe en   s ig n als  r ec e iv ed   b y   ea c h   a n ten n a.   I ts   v al u es  r an g e   f r o m   0   to   1 ,   with   o p er ato r s   ai m in g   f o r   a  v al u e  b elo w  0 . 0 5   f o r   o p tim al  p er f o r m a n ce   [ 5] .   E C C   i s   d ef in ed   b y   eq u atio n   ( 7 )   [ 12] .   T h e   E C C   f o r   t h e  s im u lated   an d   m ea s u r ed   UW B - MI MO   an ten n as  a r e  b elo w   0 . 0 3 3   an d   0 . 0 0 5 ,   r esp ec tiv el y ,   ac r o s s   th e  o p er atin g   f r e q u en cies  o f   3 - 1 2 . 5   GHz ,   d em o n s tr atin g   ex ce llen t  a n ten n a   p er f o r m an ce   an d   h ig h   DG   as d ep icted   i n   Fig u r e   9 .   A   lo w  E C C   v alu e  in d icate s   th at   th e   s ig n als  r ec eiv ed   b y   th e   an ten n a  elem en ts   h a v e  a  lo w  c o r r elatio n .      = ∣ 11 12 + 2 1 22 ∣ ( 1 − ∣ 11 ∣ 2 − ∣ 12 ∣ 2 ) ( 1 − ∣ 22 ∣ 2 − ∣ 21 ∣ 2 )   ( 7 )     4 . 2 . 2 .   Div er s it y   g a in   DG   r ef er s   to   th e  en h an ce m en t  in   s ig n al  q u ality   r esu ltin g   f r o m   th e  u s e  o f   m u ltip le  an ten n as  at  th e  tr an s m itti n g   an d   r ec eiv in g   en d s .   T h e  f o r m u latio n   f o r   DG   c an   b e  f o u n d   in   eq u atio n   ( 8 )   [ 23] .   T h e  s u g g ested   UW B - MI MO   an ten n a ’ s   DG  wh ich   ex ce e d s   9 . 9 7   d B i  th r o u g h o u t  t h e  im p ed an ce   s p ec tr u m ,   is   s h o wn   in     Fig u r e   9 ( a ) .   T h e  s u g g ested   U W B - MI MO   an ten n a ’ s   DG  wh ich   ex ce e d s   9 . 9 7   d B i  th r o u g h o u t  th e   im p e d an ce   s p ec tr u m ,   is   s h o wn   in   Fig u r e   9 ( a) .      = 10 √ 1 −  2   ( 8 )     4 . 2 . 3 .   T o t a l  a c t iv e  ra dia t i o n c o ef f icient   T AR C   i s   em p lo y ed   to   illu s t r ate  th e  ef f ec tiv e  b an d wid t h   p er f o r m an ce   b etwe en   MI M O  an ten n a  elem en ts .   T h e   T AR C   v alu e  is   d ef in e d   in   ( 9 )   [ 9] .   T h e  T AR C   o f   th e   p r o p o s ed   an te n n a   is   b elo w  - 1 0   d B   ac r o s s   th e  en tire   o p e r atin g   f r eq u e n cy   r an g e  [ 24] ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r e   9 ( b ) .   T h is   an te n n a  h as   m in im al  r ef lectio n   p o wer   with   th e  lo west T AR C   v alu e  o f   - 1 7   d B   at  7 . 1 8 4   GHz .      = √ ∑ | + ∑  4 = 2 | 4 = 1 4      ( 9 )           ( a)   ( b )     Fig u r e  9 .   Per f o r m an c e  m etr ic   o f   th e  p r o p o s ed   MI MO - UW B   an ten n a   ( a )   E C C   an d   DG  ( b )   T AR C       T ab le  1   p r esen ts   a   co m p ar is o n   o f   th e   s u g g ested   d esig n   p ar am eter s   with   ea r lier   r esear ch .    T h is   co m p ar is o n   d e m o n s tr ate s   th at  th e  p r o p o s ed   a n ten n a   e x h ib its   s u p er io r   p e r f o r m an ce   in   k ey   asp ec ts   s u ch   as  wid er   b an d wid th   ( 3 - 1 2 . 5   GHz ) ,   h ig h e r   g ain   ( 5 . 0 4   d B i) ,   an d   ex ce llen t  is o latio n   ( le s s   th an   - 1 6 . 5   d B ) .   Ad d itio n ally ,   th e  p r o p o s ed   a n ten n a  ac h iev es  an   E C C   o f   less   th an   0 . 0 0 5 ,   in d icatin g   a  m in im al  s ig n al  co r r elatio n   b etwe en   elem en ts ,   an d   a  l o w  T AR C   o f   less   th an   - 1 0   d B ,   co n f ir m in g   o p tim al  ef f icien cy   in   m u ltip ath   f a d in g   en v ir o n m en ts .   T h is   h ig h lig h ts   t h e  ad v an tag es  o f   th e   n ew  d esig n   o v e r   p r e v io u s   wo r k s ,   p ar ticu lar ly   in   ter m s   o f   im p r o v in g   b a n d wid th   an d   r e d u cin g   m u tu al  co u p lin g ,   m ak in g   it  m o r e  s u itab le  f o r   UW B - MI MO   ap p licatio n s .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,  Vo l.  1 4 ,   No .   1 ,  A p r il   20 2 5 :   174 - 1 8 1   180   T ab le   1 .  C o m p a r is o n   o f   p r o p o s ed   m im o - u wb   a n ten n a   p ar am eter s   with   p r ev io u s   r esear ch   R e f .   D i me n si o n   ( mm ³)   N u mb e r   p o r t   B a n d w i d t h   ( G H z )   I so l a t i o n   ( d B )   M a x .   G a i n   ( d B i )   EC C   TA R C   ( d B )   [ 6]   7 2 , 6 × 8 8 , 1 × 0 , 2 5   4   3 , 8 9 - 1 7 , 0 9   < - 15   5 , 8 7   < 0 . 0 2   < - 10   [ 16]   5 8 × 5 8 × 0 , 8   4   3 – 16   < - 18   7   < 0 . 0 7   -   [ 12]   40 × 4 0 × 1 , 6   4   3 . 2   - 1 3 . 4 0   < - 20   2   <   0 , 0 0 5   -   [ 15]   34 × 34 × 1 , 6   4   2 , 5 - 12   < - 15   5 , 5   < 0 , 0 5   <0   [ 25]   4 0 × 4 0 × 1 , 5 2 4   4   3 - 1 3 , 5   < - 15   3 , 5   < 0 , 4   -   [ 20]   4 0 × 4 0 × 1 , 5 2 4   4   3 , 1 - 1 0 , 6   < - 16   2 , 9   <   0 , 1 3   < - 1 , 9 4   Th i s   w o r k   32 × 32 × 1 , 6      4   3  –   1 2 , 5   < - 1 6 , 5   5 , 0 4   <0 , 0 0 5   < - 10       5.   CO NCLU SI O NS   A  h ex ag o n al  p atch   p lan ar MI MO   4 × 4   a n ten n a   d esig n e d   f o r   UW B   ap p licatio n s   h as  b ee n   ef f ec tiv ely   m o d eled   an d   s im u lated .   T h i s   MI MO   U W B   an ten n a  is   co n s tr u cted   with   a  p ar tially   g r o u n d ed   s tr u ctu r e   f ea tu r in g   in v e r ted   L   s tu b s   an d   p lu s   s y m b o l - s h ap e d   s lo ts ,   e n ab lin g   it   to   ac h iev e   a  wid e   o p er atio n al  b a n d wid th   co v er in g   3   to   1 2 . 5   GHz .   Simu latio n s   in v o lv e d   co n v er tin g   a  s in g le - p o r t  UW B   an ten n a  in to   a  4 × 4   UW B - MI MO   an ten n a.   Var io u s   MI MO   p ar am eter s   wer e  an aly ze d ,   in clu d in g   S - p ar am eter s ,   m u tu al  co u p lin g ,   r ad iatio n   p atter n s ,   E C C ,   DG,   an d   T AR C .   T h e   p r o p o s ed   a n ten n a   ex h ib its   a   r etu r n   lo s s   b elo w   - 1 0   d B   at  f r eq u e n cies  r an g i n g   f r o m   3   t o   1 2 . 5   GHz ,   with   f o u r - elem en t  UW B - MI MO   an ten n a  is o latio n   o f   less   th an     - 1 6 . 5   d B ,   E C C   b elo w  0 . 0 0 5 ,   an d   DG   ex ce ed in g   9 . 9 .   C o n s eq u en tly ,   th is   4 × 4   p lan ar   h ex a g o n al  p atch   M I MO   an ten n a  h as b ee n   v alid ate d   as a   s u itab le   o p tio n   f o r   UW B   ap p licatio n s .       RE F E R E NC E S   [ 1]   B .   A .   F .   Esma i l ,   S .   K o z i e l ,   a n d   A .   P i e t r e n k o - D a b r o w sk a ,   “ D e si g n   a n d   o p t i mi z a t i o n   o f   a   c o m p a c t   su p e r - w i d e b a n d   M I M O   a n t e n n a   w i t h   h i g h   i s o l a t i o n   a n d   g a i n   f o r   5 G   a p p l i c a t i o n s, ”   E l e c t r o n i c s  ( S w i t z e rl a n d ) ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 2 ,   p p .   1 – 1 5 ,   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s1 2 2 2 4 7 1 0 .   [ 2]   M .   A .   A b b a s,  A .   A l l a m,  A .   G a a f a r ,   H .   M .   El h e n n a w y ,   a n d   M .   F .   A .   S r e e ,   “ C o mp a c t   U W B   M I M O   a n t e n n a   f o r   5 G   m i l l i m e t e r - w a v e   a p p l i c a t i o n s,”   S e n s o rs ,   v o l .   2 3 ,   n o .   5 ,   p p .   1 – 1 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 3 0 5 2 7 0 2 .   [ 3]   F i r d a u s,  A .   Y u h a n e f ,   Y u l i n d o n ,   D .   M e i d e l f i ,   a n d   M .   S i l v a n a ,   “ T h e   s mal l   U W B   m o n o p o l e   a n t e n n a   w i t h   s t a b l e   o m n i d i r e c t i o n a l   r a d i a t i o n   p a t t e r n , ”   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o n   I n f o rm a t i c s   Vi s u a l i za t i o n ,   v o l .   6 ,   n o .   4 ,   p p .   8 1 5 – 8 2 0 ,   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 3 0 6 3 0 / j o i v . 6 . 4 . 9 7 2 .   [ 4]   F e d e r a l   C o mm u n i c a t i o n s  C o mm i ssi o n ,   “ R e v i si o n   o f   p a r t   1 5   o f   t h e   c o m mi ssi o n ’ s  r u l e s  r e g a r d i n g   u l t r a - w i d e b a n d   t r a n sm i ssi o n   sy st e ms, ”   F i rst   R e p o rt   a n d   O r d e r   FC C ,   v o l .   2 4 5 5 8 ,   n o .   F C C 0 2 - 4 8 ,   p p .   1 – 1 1 8 ,   2 0 0 2 ,   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p : / / c i . n i i . a c . j p / n a i d / 1 0 0 1 1 6 3 5 6 8 9 / .     [ 5]   M .   K .   K h a n ,   Q .   F e n g ,   a n d   Z .   Z h e n g ,   “ E x p e r i m e n t a l   i n v e st i g a t i o n   a n d   d e si g n   o f   u w b   mi m o   a n t e n n a   w i t h   e n h a n c e d   i s o l a t i o n , ”   Pro g ress   I n   El e c t r o m a g n e t i c s R e se a r c h   C ,   v o l .   1 0 7 ,   n o .   D e c e m b e r   2 0 2 0 ,   p p .   2 8 7 – 2 9 7 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / P I ER C 2 0 1 0 3 0 0 2 .   [ 6]   A .   D e sa i ,   J.   K u l k a r n i ,   M .   M .   K a mr u z z a ma n ,   S .   H u b a l o v s k y ,   H .   T.   H su ,   a n d   A .   A .   I b r a h i m ,   “ I n t e r c o n n e c t e d   C P W   f e d   f l e x i b l e   4 - p o r t   M I M O   A n t e n n a   f o r   U W B ,   X ,   a n d   K u   b a n d   a p p l i c a t i o n s, ”   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   5 7 6 4 1 – 5 7 6 5 4 ,   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 1 7 9 0 0 5 .   [ 7]   Z.   Ta n g ,   X .   W u ,   J .   Zh a n ,   S .   H u ,   Z.   X i ,   a n d   Y .   L i u ,   “ C o m p a c t   U W B - M I M O   a n t e n n a   w i t h   h i g h   i so l a t i o n   a n d   t r i p l e   b a n d - n o t c h e d   c h a r a c t e r i s t i c s,”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   1 9 8 5 6 – 1 9 8 6 5 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 8 9 7 1 7 0 .   [ 8]   T.   A d d e p a l l i   a n d   V .   R .   A n i t h a ,   “ C o m p a c t   t w o - p o r t   mi m o   a n t e n n a   w i t h   h i g h   i s o l a t i o n   u s i n g   p a r a si t i c   r e f l e c t o r s  f o r   u w b ,   x   a n d   k u   b a n d   a p p l i c a t i o n s,”   Pr o g r e ss I n   E l e c t ro m a g n e t i c s   Re s e a rc h   C ,   v o l .   1 0 2 ,   p p .   6 3 – 7 7 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / p i e r c 2 0 0 3 0 4 0 2 .   [ 9]   T.   G a y a t r i ,   G .   S r i n i v a s u ,   D .   M .   K .   C h a i t a n y a ,   a n d   V .   K .   S h a r ma,   “ H i g h   i so l a t i o n   f o u r - p o r t   w r e n c h   sh a p e d   c o m p a c t   U W B   M I M O   a n t e n n a   f o r   3 . 1 – 1 0 . 6   G H z   b a n d , ”   Pr o g ress   I n   E l e c t r o m a g n e t i c s  Re s e a rc h   C ,   v o l .   1 2 2 ,   p p .   6 7 – 8 2 ,   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / P I ER C 2 2 0 5 2 6 0 5 .   [ 10]   F .   U r i m u b e n sh i ,   D .   B .   O .   K o n d i t i ,   J.   d e   D i e u   I y a k a r e m y e ,   P .   M .   M p e l e ,   a n d   A .   M u n y a n e z a ,   “ A   n o v e l   a p p r o a c h   f o r   l o w   mu t u a l   c o u p l i n g   a n d   u l t r a - c o mp a c t   t w o   p o r t   M I M O   a n t e n n a   d e v e l o p m e n t   f o r   U W B   w i r e l e ss  a p p l i c a t i o n , ”   H e l i y o n ,   v o l .   8 ,   n o .   3 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e l i y o n . 2 0 2 2 . e 0 9 0 5 7 .   [ 11]   K .   S .   S u l t a n   a n d   H .   H .   A b d u l l a h ,   “ P l a n a r   U W B   M I M O - d i v e r si t y   a n t e n n a   w i t h   d u a l   n o t c h   c h a r a c t e r i s t i c st , ”   Pr o g ress  I n   El e c t r o m a g n e t i c s   Re s e a rc h   C ,   v o l .   9 3 ,   p p .   1 1 9 – 1 2 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / p i e r c 1 9 0 3 1 2 0 2 .   [ 12]   K .   P a n d y a   e t   a l . ,   “ P e r f o r m a n c e   a n a l y si s   o f   q u a d - p o r t   U W B   M I M O   a n t e n n a   sy s t e m   f o r   S u b - 6   G H z   5 G ,   W L A N   a n d   X   b a n d   c o mm u n i c a t i o n s , ”   Re s u l t s  i n   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   2 2 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r i n e n g . 2 0 2 4 . 1 0 2 3 1 8 .   [ 13]   A .   K h a n ,   S .   B a sh i r ,   S .   G h a f o o r ,   H .   R mi l i ,   J .   M i r z a ,   a n d   A .   A h ma d ,   “ I so l a t i o n   e n h a n c e me n t   i n   a   c o m p a c t   f o u r - e l e me n t   M I M O   a n t e n n a   f o r   u l t r a - w i d e b a n d   a p p l i c a t i o n s,”   C o m p u t e rs ,   Ma t e r i a l s   a n d   C o n t i n u a ,   v o l .   7 5 ,   n o .   1 ,   p p .   9 1 1 – 9 2 5 ,   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 3 2 6 0 4 / c mc. 2 0 2 3 . 0 3 3 8 6 6 .   [ 14]   Z.   Li ,   C .   Y i n ,   a n d   X .   Z h u ,   “ C o mp a c t   U W B   M I M O   v i v a l d i   a n t e n n a   w i t h   d u a l   b a n d - n o t c h e d   c h a r a c t e r i s t i c s,”   I E E E  Ac c e ss ,   v o l .   7 ,  p p .   3 8 6 9 6 – 3 8 7 0 1 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 0 6 3 3 8 .   [ 15]   Z.   C h e n ,   W .   Zh o u ,   a n d   J.   H o n g ,   “ A   m i n i a t u r i z e d   M I M O   a n t e n n a   w i t h   t r i p l e   b a n d - n o t c h e d   c h a r a c t e r i st i c s   f o r   U W B   a p p l i c a t i o n s, ”   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   6 3 6 4 6 – 6 3 6 5 5 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 0 7 4 5 1 1 .   [ 16]   P .   K u mar ,   S .   U r o o j ,   a n d   F .   A l r o w a i s ,   “ D e s i g n   a n d   i m p l e me n t a t i o n   o f   q u a d - p o r t   M I M O   a n t e n n a   w i t h   d u a l - b a n d     e l i mi n a t i o n   c h a r a c t e r i st i c s   f o r   u l t r a - w i d e b a n d   a p p l i c a t i o n s, ”   A p p l i e d   S c i e n c e s  ( S w i t z e rl a n d ) ,   v o l .   1 0 ,   n o .   5 ,   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 0 0 5 1 7 1 5 .   [ 17]   F i r d a u s,  Y u l i n d o n ,   M .   S i l v a n a ,   R u sf a n d i ,   R .   F e r n a n d e z ,   a n d   H .   A d r e ,   “ S t u d y   o n   t h e   d e si g n   o f   U W B   a n t e n n a   f o r   o mn i d i r e c t i o n a l   p a t t e m , ”   i n   Pr o c e e d i n g s  -   2 0 1 8   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   A p p l i e d   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   i C A S T   2 0 1 8 ,   2 0 1 8 ,   p p .   7 8 – 8 1 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / i C A S T 1 . 2 0 1 8 . 8 7 5 1 5 7 7 .   [ 18]   C .   A .   B a l a n i s,  An t e n n a   t h e o ry:  a n a l y s i s  a n d   d e s i g n ,   T h i r d   E d i t .   H o b o k e n ,   N J:   W i l e y ,   2 0 0 5 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       P la n a r   h ex a g o n a l p a tc h   mu ltip le  in p u t m u ltip le  o u tp u t  4 ×4   a n ten n a   fo r   UWB   a p p lica tio n s   ( N a s r u l )   181   [ 19]   R .   M a t h u r   a n d   S .   D w a r i ,   “ C o m p a c t   p l a n a r   r e c o n f i g u r a b l e   U W B ‐ M I M O   a n t e n n a   w i t h   o n ‐ d e ma n d   w o r l d w i d e   i n t e r o p e r a b i l i t y   f o r   mi c r o w a v e   a c c e ss / w i r e l e ss   l o c a l   a r e a   n e t w o r k   r e j e c t i o n , ”   I ET  Mi c r o w a v e s,   A n t e n n a s  &   Pr o p a g a t i o n ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 0 ,     p p .   1 6 8 4 – 1 6 8 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - map . 2 0 1 8 . 6 0 4 8 .   [ 20]   D .   S i n g h   e t   a l . ,   “ I n v e r t e d - c   g r o u n d   M I M O   a n t e n n a   f o r   c o mp a c t   U W B   a p p l i c a t i o n s , ”   J o u r n a l   o f   El e c t r o m a g n e t i c   W a v e s  a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 5 ,   n o .   1 5 ,   p p .   2 0 7 8 – 2 0 9 1 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 0 9 2 0 5 0 7 1 . 2 0 2 1 . 1 9 3 4 5 6 6 .   [ 21]   F i r d a u s,  Y u l i n d o n ,   M .   S i l v a n a ,   A sr i a l ,   R .   Ef e n d i ,   a n d   N .   A .   S a ms u d i n ,   “ O p t i mi z a t i o n   o f   C o m p a c t   U W B   mo n o p o l e   a n t e n n a   w i t h   t a p e r e d   c o n n e c t i o n   a n d   l i n i e r   t a p e r e d   t r a n s f o r mer, ”   i n   Pr o c e e d i n g s  o f   I C AI T I   2 0 1 8   -   1 st   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   A p p l i e d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y   a n d   I n n o v a t i o n :   T o w a rd   A   N e w   P a r a d i g m   f o r   t h e   D e si g n   o f   Assi s t i v e   T e c h n o l o g y   i n   S m a rt   H o m e   C a r e ,  2 0 1 8 ,   p p .   1 6 6 – 1 6 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C A I T I . 2 0 1 8 . 8 6 8 6 7 3 2 .   [ 22]   F i r d a u s,   L.   M o n i c a ,   a n d   Y u s t i n i ,   “ S t u d y   o n   i m p e d a n c e   ma t c h i n g   o f   2 . 4   G H z   d i p o l e   a n t e n n a , ”   i n   I O P  C o n f e r e n c e   S e ri e s:   Ma t e r i a l s  S c i e n c e   a n d   E n g i n e e ri n g ,   2 0 2 0 ,   v o l .   8 4 6 ,   n o .   1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 5 7 - 8 9 9 X / 8 4 6 / 1 / 0 1 2 0 1 3 .   [ 23]   R .   B .   S a d i n e n i   a n d   D .   P .   G o w d a ,   “ D e si g n   o f   p e n t a - b a n d   n o t c h e d   U W B   M I M O   a n t e n n a   f o r   d i v e r se   w i r e l e ss  a p p l i c a t i o n s, ”   Pro g ress   I n   El e c t r o m a g n e t i c s R e se a r c h   M ,   v o l .   1 0 7 ,   p p .   3 5 – 4 9 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / P I ER M 2 1 1 1 2 6 0 2 .   [ 24]   V .   S .   D .   R e k h a ,   P .   P a r d h a sar a d h i ,   B .   T.   P .   M a d h a v ,   a n d   Y .   U .   D e v i ,   “ D u a l   b a n d   n o t c h e d   o r t h o g o n a l   4 - el e m e n t   M I M O   a n t e n n a   w i t h   i s o l a t i o n   f o r   U W B   a p p l i c a t i o n s,”   I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   1 4 5 8 7 1 – 1 4 5 8 8 0 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 3 0 1 5 0 2 0 .   [ 25]   A .   A .   K h a n ,   S .   A .   N a q v i ,   M .   S .   K h a n ,   a n d   B .   I j a z ,   “ Q u a d   p o r t   m i n i a t u r i z e d   M I M O   a n t e n n a   f o r   U W B   1 1   G H z   a n d   1 3   G H z   f r e q u e n c y   b a n d 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 3 1 ,   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e u e . 2 0 2 1 . 1 5 3 6 1 8 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Na sr u l           is  a   lec tu re r  a t  th e   T e lec o m m u n ica ti o n   E n g i n e e rin g   S tu d y   P ro g ra m m e ,  De p a rtme n t  o f  El e c tri c a l  En g i n e e rin g ,   P a d a n g   S tate   P o ly tec h n ic,   Wes t  S u m a tra,  In d o n e sia .   Ob tain e d   a   Ba c h e lo r   o f  En g in e e r in g   d e g re e   fro m   t h e   Tele c o m m u n ica ti o n   En g in e e ri n g   st u d y   p ro g ra m ,   De p a rtme n t  o f  El e c tri c a l  En g i n e e rin g ,   S e p u lu h   No v e m b e r  In stit u te  o f  T e c h n o l o g y   S u ra b a y a   in   1 9 9 6 .   Th e n   i n   2 0 0 5   re c e iv e d   a   M a ste r ’ s  d e g re e   i n   C o m p u ter   S c ien c e   a n d   2 0 1 7   re c e iv e d   a   Do c to ra te  in   Ed u c a ti o n   S c ien c e .   He   sp e c ialize s  in   te lec o m m u n ica ti o n s   n e two r k s   a n d   is  c u rre n tl y   a   lec tu re r  in   m icro wa v e   e n g in e e rin g   c o u rse s.  He   c a n   b e   c o n tac ted   at   e m a il :  n a sru ln a wi. 0 6 5 @g m a il . c o m .         Fi r d a u s          a n   IEE E  m e m b e r,   e a rn e d   h is  Ba c h e lo r  o f  E n g i n e e rin g   (B. En g . )  a n d   M a ste r  o f  En g in e e rin g   (M . En g . )  d e g re e s  in   El e c tri c a l  En g i n e e rin g   fro m   th e   I n stit u t   Tek n o l o g i   S e p u l u h   N o p e m b e r  (IT S ) ,   S u ra b a y a ,   In d o n e sia ,   in   2 0 0 5   a n d   2 0 1 0 ,   r e sp e c ti v e ly .   He   is cu rre n tl y   p u rsu i n g   a   P h . D.   i n   E lec tri c a l  E n g i n e e rin g   a t  U n iv e rsitas   An d a l a s  P a d a n g ,   I n d o n e sia .   As   a   lec tu re r  in   th e   De p a rtme n t  o f  El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   sp e c ializin g   in   tele c o m m u n ica ti o n s,  a t   P o li tek n i k   Ne g e ri   P a d a n g ,   In d o n e sia ,   he   h a s  b e e n   a c ti v e ly   e n g a g e d   in   re se a rc h   a n d   h a s   p u b li sh e d   o v e r  3 4   p a p e rs  i n   re p u tab le  in tern a ti o n a l  j o u r n a ls  a n d   c o n fe re n c e   p ro c e e d i n g s.  His   re se a rc h   fo c u se s  o n   u lt ra - wi d e b a n d   M IM O   a n ten n a s,  m i c ro wa v e   e n g i n e e rin g ,   a n d   tele c o m m u n ica ti o n   s y ste m s.  He   c a n   b e   c o n tac t ed   a t  e m a il :  fird a u s@ p n p . a c . id .         Nurr a u d y a   T u z   Za h r a           is  a   le c tu re r  a t  th e   De p a rtme n t   o f  E lec tri c a l  En g in e e rin g ,   P a d a n g   S tate   P o l y tec h n ic,  Wes t   S u m a tra,  In d o n e sia   wit h   e x p e rti s e   in   Co m p u ter  Visi o n   a n d   In tern e t  o f   Th in g s.  S h e   g ra d u a ted   fro m   t h e   De p a rtme n t  o f  El e c tro n ics   a n d   In str u m e n tatio n ,   G a d jah   M a d a   Un iv e rsit y   i n   2 0 2 1 .   T h e n   in   2 0 2 4   re c e iv e d   a   M a ste r ’ s  d e g re e   in   Artif icia l  In telli g e n c e .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   at   e m a il :  n u rra u d y a t u z z a h ra @g m a il . c o m .         Ma u li d y a   Ra c h m a w a ti          i s  a   D4   Tele c o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   st u d e n t  m a jo rin g   i n   El e c tri c a l  En g i n e e rin g ,   P a d a n g   S tate   P o l y tec h n ic.  P re v io u sly   a tt e n d e d   S M A  N  1   Ba tan g   A n a i,   P a riam a n   Re g e n c y .   Re se a rc h   in tere sts:  u lt ra - wi d e b a n d   a n ten n a ,   m u l ti p le   in p u t   m u lt ip le  o u t p u t.   S h e   c a n   b e   c o n ta c ted   at   e m a il :  m a u li d y a rc h m a wa ti m r2 3 @g m a il . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.