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.  15 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 26 ,   p p .   1 1 3 5 ~ 1 1 4 2   I SS N:  2 252 - 8 7 7 6 ,  DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /iji ct . v15 i 3 . pp 1 1 3 5 - 1 1 4 2          1135       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ict. ia esco r e. co m   Desig n of a py ra mida l slo tt ed  wid e - ba nd pa tc h ante nna  f o r  directive  wireless  co mm unica tions   o v er  Ka - Ba nd       Sa f a   Na s s s r  Na f ea   D e p a r t me n t   o f   C o mp u t e r   N e t w o r k s  E n g i n e e r i n g ,   C o l l e g e   o f   I n f o r m a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   A l - N a h r a i n   U n i v e r s i t y ,   B a g h d a d ,   I r a q       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   2 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Ap r   1 0 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ma y   1 7 ,   2 0 2 6       A  wid e   Ba n d   fo r  d irec ti v e   wire les s  c o m m u n ica ti o n s  o v e r  Ka - Ba n d   wa s   p re se n ted .   T h e   p r o p o se d   a n ten n a   p ri n ted   o n   Ro g e rs  RT/ Du r o id   5 8 8 0   su b stra te  a n d   a c h iev e d   a   m o d e ra te  g a in   o f   6 . 8 0   d B  a t  re so n a ti n g   f re q e n c   o f   2 8   G Hz .   Th e   p y ra m id a l  a n ten n a   a c h iev e d   a   wid e   o p e ra ti n g   b a n d wid t h   o f   1 1 . 5 5   G Hz .   Th e   p ro p o se d   a n te n n a   a c h iev e d   h i g h   siz   re d u c ti o n   p e rc e n tag e   with   a   c o m p a c t  o v e ra ll   d im e n s io n   o f  ( 4 . 8 × 6 . 9 × 1 . 5 )  m m 3 .   T h e   a n ten n a   a c h iev e d   t h e   wid e   o p e ra ti n g   b a n d wid t h   b a se d   o n   tw o   fa c to rs ;  th e   fi rst     is  se lec ti o n   o f   l o w  l o ss   d iele c tri c   m a teria l  to   e n su re   e tt e r   a n ten n a s  p e rfo rm a n c e .   T h e   o t h e r   i s   e t c h i n g   p y r a m i d a l   w i t h   2 × 2   s q u a r e d   –   s h a p e s     s l o t s   a r r a y   e tc h e d   f r o m   p a t c h ’ s  s u r f a c e   t o   r e d u c e   s t o r e d   r e a c t iv e   e n e r g y     w h i c h   d e c re a s e s  o v e r a l l  u a l i t   fa c to r   o f   a n d   i m p r o v e s  t h e   - 10   d B   b a n d w i d t h   o b v i o u s l y .   K ey w o r d s :   Dir ec tiv e  co m m u n icatio n s   Fifth   g en er atio n   Patch   an ten n a   Size  r ed u ctio n   W id e  b an d wid th   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 :   Saf a  Nass s r   Naf ea   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Net wo r k s   E n g in ee r in g ,  C o lleg e  o f   I n f o r m atio n   E n g i n ee r i n g   Al - Nah r ain   Un iv er s ity   B ag h d ad ,   I r aq   E m ail:  s af an af ea @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Ma n y   wo r k s   h av e  b ee n   co n d u cted   d u r in g   last   f ew  y ea r s   ab o u t  u s in g   p atch   an ten n a   f o r   m an y   ap p licatio n s   o v er   d if f e r en t  f r eq u en c y   b an d s .   T h e  p atch   an ten n a  h ad   b ee n   u s ed   f o r   a  wid e  v ar iety   o f   ap p licatio n s   in   f ield   o f   wir eless   co m m u n icatio n s   d u e  to   m an y   ad v an ta g es  [ 1 ] .   I n   s p ite  o f   m an y   ad v an ta g es   o f f er ed   b y   p atch   an ten n a;   it  s till   s u f f er in g   f r o m   h av in g   m o d er ate  g ai n   with   n ar r o w  o p er atin g   b a n d wid th   as  well  as a   h ig h   s id e  lo b e  lev el  ( SLL )   f ar   f ield   [ 2 ] .   T o   o v er c o m e  th e  l o w  g ain   o f   p atch   a n ten n a  a n d   ass u r e  lo w  laten cy   co m m u n icati o n s   m an y   tech n iq u es  h ad   b ee n   ev o lv ed   an d   d ev elo p e d .   A  tr ad itio n a l  tech n iq u e  f o r   in cr ea s in g   g a in   is   p atch es  ar r ay   wh er e  ad d in g   th ese  ar r ay s   in   p h ase  ca u s es  in cr em en t  in   th e  m ain   lo e  lev el  in   th e  f ar   f iel d   r ad iatio n   p atter n ;   d u e  to   in c r em en ted   p o wer   c o n ce tr atio n   in   th is   d ir ec tio n   to   ac h iev e  h ig h er   g ai n   an d   d ir e ctiv ity .   A n   ar r a y   o f   3 2 5   p atch es  f o r m ed   a   cir cu lar   s h ap e  to   ac h iev e  h ig h   g ain   [ 3 ] .   R ec en tly ,   a r r ay s   h a d   b ee n   u s ed   with   an o th er   tech n iq u e  s im u lta n eo u s ly   f o r   b etter   p er f o r m an ce ,   wh er e  2 × 4   ar tific ially   co n d u ctio n   o b jec ts   h av e  b ee n   ad d ed   u n d er   ar r a y   o f   two   p atch es a n d   ca u s ed   1 6 . 3 % g ain   im p r o v e m en t [ 4 ] .   An   ar r ay   o f   2 × 1   ac h iev ed   g ain   o f   4 . 3   d B   wh ich   im p r o v ed   to   8   d B   d u e  to   ad d in g   a  s u p er s tr ate  with   m eta m ater ial  it [ 5 ] .   Usi n g   o f   s u p er s tr ate  with   7 × 7   o f   non - ze r o - in d ex ed - m etam ater i al  ab o v e  f ee d in g   p atch ;  led   t o   g ain   in c r em en t  o f   2   d B   [ 6 ] .   Def ec ted   g r o u n d   s tr u ctu r e  ( DGS)   ca u s es  s u p p r e s s io n   o f   th e   s u r f ac e  wav es  wh ich   will  lead   to   h ig h e r   r ad iate d   wav es  to   f o r w ar d   d ir ec tio n   o f   a n ten n a  s in ce   th e   DGS  is   co n s id er ed   a  h ig h   i m p ed an ce   s u r f ac e  an d   elim in ates  an ten n ’ s   s u f ac e  wav es.  DGS  was   u s ed   to   in cr ea s e  g ain   o f   p atch   a n ten n a  b y   1   d B   at  2 . 4   GHz   [ 7 ] .   T h e  m u ltil ay er   p atch   an te n n a   is   an   ef f ec tiv e  tech n iq u e  f o r   p er f o r m a n c e  im p r o v em en t  i n   g en er al,   th is   tech n iq u e  ca n   b e  u s ed   in   m an y   f o r m s   s u ch   as  s lab s   o f   d ielec tr ic  m a ter ials   ab o v e  p atch   p lan e   [ 1 ] .   T h ese  laer s   ar e   ac tin g   as  a  d i elec tr ic  len s   wh ich   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.  15 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 26 :  1 1 3 5 - 1 1 4 2   1136   f o c u s e s   a n d   r e f r ac t s   t h e   r a d ia t ed   p o w e r   f r o m   f e e d i n g   p a t c h   i n t o   f o r w a r d   d i r e c t i o n   o f   m a i n   l o b e   w h i c h   i n c r e as es  t h e   g a i n   a n d   d i r e c t i v it y   o f   a n t en n a .   A l s o ,   p a r t ia l   r e f l ec t o r s   c an   b e   a d d e d   u n d e r   s u p e r s t r a t e   l ay e r   f o r   p e r f o r m a n c e   i m p r o v e m e n t   [ 2 ] .   M o r e o v e r ,   t h e   u s e   o f   m u l t i l a y e r   s t r u c t u r e s   d e c r e a s e d   S L L   i n   a n t e n n a   r a d i a ti o n   p a t t e r n   f o r   v e r y   l o w   l e v e l   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h e   g a i n   o f   p a t c h   a n t e n n a   w a s   i n c r e m e n t ed   f r o m   8 . 4 0   d B   t o   1 8 . 6   d B   u s i n g   g r o o v e d   g r o u n d   w i t h   1 0   g r o o v e s / w a v e l e n g t h   a t   1 0 . 4 5   G H z   [ 8 ] .   U s i n g   a n   a r r a y   o f   s l o t s   e t c h e d   i n   s u r f a c e   o f   p a t c h   a l s o   i s   a n   e f f e c t i v e   t e c h n i q u e   w h i c h   i m p r o v e d   g a i n   f r o m   6 . 9 2   d B   t o   2 0   d B   d u e   t o   s u r f a c e   w a v e s   d i s t r i b u t i o n   d i s t u r b a n c e   [ 9 ] .   No wad ay s ,   m o s t  o f   wir eless   co m m u n icatio n s   ap p licatio n s   r eq u ir es  h ig h   d ata  r ate  c o m m u n icatio n s ,   an d   th is   is   wh y   th e  o p er atin g   b an d wid th   im p r o v e m en t  was  a  tar g et  f o r   m ay   r esear ch es.  T h e  u s e  o f   m u ltil ay er   an ten n a  s tr u ct u r es  led   t o   s ig n if ican t  b an d wid th   im p r o v em e n t  [ 1 ] ,   [ 2 ] .   Als o   etch in g   r ec t an g u lar   s lo ts   f r o m   p atch ’ s   s u r f ac e  s h o wn   b an d w id th   in cr em en t  [ 9 ] .   Mo r eo v e r   u s in g   a  U - s h ap ed   g r o u n d   led   f o r   s ig n if ican t  - 1 0   d B   b an d wid th   en h an ce m en t   d u e  to   ad d in g   an   in d u ctan ce   an d   ca p ac itan ce   to   th e  eu iv alen t   cir cu it  o f   an t en n a .   T h is   will c au s e  m u ch   m o r e   f la t r ef lectio n   co o ef f icien t r esp o s e  wh ich   m ea n s   wid er   o p er atin g   an d wid th   [ 1 0 ] .   Ma n y   r esear ch es  an d   d esig n s   h av e  b ee n   co n d u cted   t o   d esig n   a  p atch   an ten n a   f o r   f if th   g en er atio n   ( 5 G)   co m m u n icatio n s   o v e r   S,   C ,   Ku ,   K,   an d   Ka - B an d s .   A   s em i - cir cu lar   s h ap ed   p atch   wi th   th r ee   q u ar te r ed   s lo ts   in   s u r f ac e  o p er ated   at  3 . 6   GHz   with   g ain   o f   4 . 8   d B   at  S - B an d   [ 1 1 ] .   A  tr ian g u lar   p atch   with   d o u b le   s q u r ed   r in g s   o p er ate d   at  3 . 7   GHz   f o r   5 G  [ 1 2 ] .   MI MO   is   a n   attr ac tiv e  tech n iq u e  f o r   5 G  ap p licatio n s ;  a  2 × 2  MI MO   p atch   an ten n a  u s ed   f o r   5 G  at  S - B an d   at  3 . 4 1   GHz   [ 1 3 ] .   Fo r   5 G  tr an s m is s io n s   at  K - B an d .     An   F - s h ap ed   p atch   was  p r o p o s ed   to   r eso n ate  at   2 5   GHz   with   g ain   o f   7   d B   [ 1 4 ] ,   wh ile  a  r ec tan g u lar   p atch   i n   [ 1 5 ]   r eso n ated   at  2 6   GHz   with   h ig h   r ad iatio n   ef f icie n cy   a n d   g ain   ar o u n d   1 0   d B .   Patch   an te n n a  ca n   o p er ate  f o r   m u ltib an d ; w h er e   an   an te n n a  was p r o p o s ed   to   o p er ate  i n   S a n d   C - B an d s   [ 1 6 ] .   Mo s t  o f   r esear ch ed   r eg ar d in g   d esig n in g   a  p atch   an ten n a  f o r   5 G  ap p licatio n s   wer e  co n d u cted   f o r   an ten n as  o p er atin g   in   Ka - B a n d ;   a  s q u ar ed - s h ap e d   p atch   was  p r o p o s ed   to   o p er ate  in   Ka - B an d   with   a  g o o d   r ef lectio n   co ef f icien t  at  2 8   G Hz  [ 1 7 ] .   Kir an   et  a l.   [ 1 8 ]   a  5 G  p atch   was  p r o p o s ed   with   tw o   r em o v e d   s lo ts   f r o m   its   s u r f ac e  with   a  s lo tted   f ee d er   s tr ip   lin e  r eso n ated   at  2 8   GHz   an d   5 0   GHz .   Mo r eo v e r   2 × 1   p atch   M I MO   elem en ts   r eso n ated   at  2 8   a n d   3 8   GHz   with   p ea k   g ain   o f   8 . 2 7   d B   [ 1 9 ] .   R em o v in g   p ar ts   f r o m   an ten n a’ s   g r o u n d   with   two   T - s h ap es  f o r   r em o v i n g   u n wan ted   f r eq u e n cies  ac h iev ed   g ain   o f   9 . 5 7   d B   to   b e  o p er atin g   in   Ka - B an d   f o r   5 G  a p p licatio n s   [ 2 0 ] .   T h e  m o d er n   c o m m u n icatio n   ap p licatio n s   in   g e n er al  an d   5 G  esp ec ially   r eq u ir e  h ig h   d at a  r ate  with   lo w  laten cy   wir eless   co m m u n icatio n s .   B ased   o n   th at,   m an y   r esear c h es  an d   tec h n i q u es  d ev o lv ed   a n d   co n d u cte d   to   im p r o v e  th e  g a in   o f   p atch   an ten n a  o v er   th e   K a - B an d .   An   ar r ay   o f   4 × 1   p atch es  h ad   b ee n   p r esen ted   to   ac h ie v e  g ain   o f   1 2   d B   at   3 8   GHz   [ 2 1 ] ,   wh ile  [ 2 2 ]   p r esen ted   a   m ath em atica l  ap p r o ac h   t o   u n d er s tan d   th e  im p ac t  o f   r ad i ato r   o n   an ten n a’ s   g ain .   T h e   u s e  o f   a r tific ial  m ag n et  c o n d u cti o n   ( AM C )   ar r ay   as  g r o u n d   i n s tead   o f   r eg u lar   g r o u n d   ca u s ed   a   s ig n if ican t   in cr em en t  in   an ten n a’ s   g ai n   [ 2 3 ] .   A  s p ec if ic   s h ap es  co u ld   b e   r em o v ed   f r o m   r ad ia tin g   p atch ’ s   s u r f ac e   to   in cr ea s e  th e  g ain   as  in   ca s e  o f   r em o v in g   L I - s h ap es  to   ac h iev e  h ig h   g ain   o f   1 1 . 2 3   d B   in   p ea k   with   two   r eso n a tin g   f r eq u en cies a t 2 6 . 2 8   a n d   2 8 . 5   G Hz  [ 2 4 ] .   Als o   th e  o p er atin g   b a n d wid th   o f   th e  an te n n a  is   an   im p o r tan t  m an n er   f o r   m a n y   r esear ch er s   co n d u ctin g   wo r k s   in   f ield   o f   im p r o v in g   an ten n a’ s   p er f o r m an ce   in   Ka - B an d .   A  s tu b - s lo t ted   s h ap e  f o r   d u al   f r eq u e n cy   o p er atio n   at   2 8   G Hz  an d   3 8 . 5   GHz   with   d ef e ct  g r o u n d   f o r   ac h ie v in g   wid e  b an d wid th   [ 2 5 ] ,   m o r eo v e r   in   [ 2 6 ] ;  u s in g   p a r tial  g r o u n d   ac h iev ed   wid er   o p er atin g   b an d wid t h .   T h e  u s e   o f   8 × 8   AM C   also   ca u s ed   to   ac h iev e  a  wid e   b an d wid th   [ 2 3 ] .   Usi n g   m eth o d   o f   s u r f ac e  r esp o n s e  is   an   ef f ec tiv e   tech n iq u e  u s ed   f o r   im p r o v in g   b an d wid th   b y   etch i n g   PI - s h ap ed   s lo ts   f r o m   a n ten n a’ s   s u r f ac e  [ 2 7 ] ,   an d   L I - s h ap ed   s lo ts   to   ac h iev e  wid e  - 1 0   d B   b an d wid t h   [ 2 4 ] .   T h er e  ar e  m ain ly   two   tech n iq u es  to   im p r o v e  r a d iatio n   p atte r n   o f   an te n n a  wh ich   ar e  u s in g   r e f l ec to r   lay e r   as  i n   ca s e  o f   p atch   an te n n a  wit h   a  r ef lectin g   lay er   [ 7 ] ,   an d   th e  m o s t  ef f ec tiv e   tech n iq u e  is   th e  m u ltil ay er   an t en n a  s tr u ctu r e  i n   ca s e  o f   u s in g   a  s in g le  o r   m u ltip le  d ielec tr ic  s lab s   [ 2 ] .   T h e  p r o p o s ed   an ten n a  is   co m p o s ed   o f   a   r ec tan g u lar   p atch   wi th   2 ×2   s q u ar ed - s h a p es  s lo ts   ar r ay   wer e  etch ed   f r o m   its   s u r f ac e  with   a  p y r am id   s h ap e  etch e d   f r o m   th e  p atch   an d   lo ca ted   b etwe en   s q u ar ed - s h ap ed   s lo ts   ar r ay .   T h e  p r o p o s ed   ac h iev e d   a  wid e  o p er atin g   b a n d wid th   b ased   o n   th e  s elec tio n   o f   s u b s tr ate’ s   th ick n ess   an d   u s e  o f   etch e d   s q u ar e d - s h ap es.   T h e  p r o p o s ed   an ten n a  ac h ie v ed   g ain   h ig h e r   th an   p r o p o s ed   an ten n a  f o r   5 G  in   Ka - B an d   [ 2 5 ] ,   with   a  p er ce n tag e  o f   g ai n   en h a n ce m en t  o f   1 7 . 2 4 %  an d   s ize  r ed u ctio n   o f   9 4 . 5 6 %  as  well  as  a  wid er   - 1 0   d B   b an d wid t h .   T h e  p r o p o s ed   an ten n a  is   s u itab le  f o r   5 G  co m m u n icatio n s   o v er   K a - B an d .       2.   M AT E R I AL S AN D  M E T H O DS   T h is   s ec tio n   p r esen ts   th e  s p ec i f ic  d etails  m ater ials   u s ed   in   th e  p r o p o s ed   Ka - B an d   an ten n a  d esig n   an d   th e  s im u latio n   en v ir o n m e n t  u s ed   to   ac h iev e  an   ac cu r ate  r es u lt.  Mo r eo v er ,   th e  m eth o d s   a n d   eq u atio n s   wh ich   u s ed   f o r   th e  ca lc u latio n   o f   t h e  p r o p o s ed   Ka - B an d   an ten n a’ s   d im en s io n s .   Fo r   th e  p r o p o s ed   an ten n a;  R o g er s   R T /Du r o id   5 8 8 0   lo w  lo s s   d iel ec tr ic  m ater ial  was  u s ed   as  a  s u b s tr ate  lay er .   T h e   u s ed   s u b s tr ate  h as  a  d ielec tr ic  co n s tan t  o f   2 . 2 ,   wh ile  its   lo s s   tan g en t  is   0 . 0 0 0 9 .   T h e  p r o p o s ed   d esig n   u s ed   s u b s tr ate  th ick n ess   o f   1 . 5 7 5   m m   an d   th e  r a d iatin g   m ater ial  was   lo w  lo s s   co p p er   a n d   its   th ick n ess   is   0 . 0 3 5   m m .   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       Desig n   o f a   p yra mid a l slo tted   w id e - b a n d   p a tch   a n ten n a   fo r   d ir ec tive  w i r eles s   … ( S a fa   N a s s s r   N a fea )   1137   Af ter   s elec tin g   th e   s u b s tr ate  m ater ial  an d   th e   co n d u ctin g   m ater ial  an d   its   p r o p er ti es,  t h e  n ex t   s tep   will  b e  esti m atin g   th e  d im en s io n s   o f   th e  u s ed   s u b s tr ate  s u ch   as  len g th   an d   wid th ,   as  well  as  th e  d im e n s io n s   o f   th e  r ad iatin g   p atch   a n d   th e   f e ed er   o f   an ten n a.   As  a  f ir s t  s tep   in   th is   esti m atio n   p r o ce s s   th e  d im en s io n s   o f   th e   r ad iatin g   p atch   i n   ter m s   o f   le n g th   an d   wid th   as  well  as  th e   ef f ec tiv e  len g t h   o f   p atc h   b ased   o n   th e   co n v en tio n al  p atch   an ten n a  d im en s io n s   ca lc u latio n   ( 1 - 5 )   as g i v en   [ 2 8 ] .       =   2   ƒ √ (   +   1 ) 2   ( 1 )     A n d   th e  ef f ec tiv e  elec tr ical  len g th   ( )   is   g iv en   b y :       =   2   ƒ √      ( 2 )     =   (   +   1 ) 2   (   −   1 ) 2   √ 1 +   12ℎ     ( 3 )     w h ile  th e  f r in g i n g   cu r r en t f ac t o r   ( ∆ )   is   g iv en   b y :     ∆ ℎ = 0 . 412   (    +   0 . 3 )   ( ℎ ⁄ +   0 . 264 ) (    −   0 . 258 )   ( ℎ ⁄ +   0 . 8 )   ( 4 )     an d   f in ally ,   th e  len g t h   o f   th e  p atch   ( L )   is   g iv e n   b y :     =   −   2 ∆   ( 5 )     T o   im p lem e n t  th e   p r o p o s ed   d esig n ,   Mic r o wav e   Stu d io   C o m p u ter   Simu latio n   T ec h n o l o g y   ( C ST)   h as   b ee n   u s ed   as  a  s im u latio n   en v ir o n m e n t.  T o   ac h ie v e  a  well  d esig n   p ar am eter s   an d   d im e n s io n s   o p tim izatio n   p r o ce s s   a  h e x ah ed r al  s im u latio n   h ad   b ee n   u s ed   with   3 0   ce lls   p er   wav elen g th ,   3 0   ce lls   p er   m a x   m o d e  b o x   ed g e,   an d   5 0   f r ac tio n s   o f   m a x im u m   ce ll n ea r   t o   m o d el.       3.   ANT E NNA  D E SI G N   T h e  p r o p o s ed   an te n n a  h as  a  p atch   p r in te d   o n   R o g er s   R T /Du r o id   5 8 8 0   s u b s tr ate  ( є r =  2 . 2 ,   tan δ  =  0 . 0 0 0 9 ) .   T h e  d im en s io n s   o f   s u b s tr ate  ar e  ( s u b L )   an d   ( s ub W )   f o r   len g th   an d   wid th ,   r e s p ec tiv ely ,   an d   its   th ick n ess   is   h .   T h e  g en er al  lay o u t  f o r   th e  c o p p er   r a d iatin g   elem e n t  is   a  r ec tan g u la r - s h ap ed   p atc h .   T h e   d im en s io n s   f o r   th e   r ad iatin g   p atch   ar e   ( L RP × W RP × t) ,   wh er e  L RP   is   th e  len g th   o f   r ad iatin g   co p p er   an d   W RP   r ep r esen ts   its   wid th ,   wh ile  t  r ef er s   to   its   th ick n ess .   T h is   r ad iatin g   elem en t  h as  f iv e  n o tch e d   s h ap es  wh ich   ar e   u s ed   to   ac h iev e   a   wid e  o p er ati n g   b an d wid th .   T h ese  s h ap es  a r e  f o u r   s q u ar e d - s h ap es  a n d   th e  f if th   is   a   p y r am id   s h ap e.   T h e  f o u r   s q u ar e d - s h ap es  ar e  d is tr ib u ted   ar o u n d   th e   p y r am id   an d   lo ca ted   in   th e  f o u r   co r n er s   o f   a n   im ag in ar y   s q u ar e  s h ap e.   T h e  d im en s io n s   f o r   th ese  s h ap es a r e   th e  s am e  an d   ea c h   h as si d e  le n g th   o f   ( SS SL ).   T h e  p y r am i d   s h ap e  is   co m p o s ed   o f   two   s y m m etr ical  s tair   ca s e  s h ap es  with   f iv e  s tep s   f o r   e ac h   an d   a   s tep   d im en s io n   o f   ( P SD ) .   W ith   a  tr ian g u lar   s h a p e  o n   t h e   to p   o f   th e   p y r a m id .   T h e   p y r am id   h as  a  b ase  d im en s io n   o f   ( P BW )   with   to tal   h eig h t  o f   ( P H ) .   T h e  h eig h t  o f   th e  u p p e r   tr ian g u lar   s h a p e  is   ( T h )   an d   its   b ase  d im en s io n   is   ( T BW ) .   T h e  p r o p o s ed   w id e - b an d wid t h   an ten n a   o v er   Ka - B an d   h a d   f ed   u s in g   a  s tr ip   f ee d er .   T h is   f ee d er   h as  a  len g t h   o f   ( F L )   a n d   wid th   o f   ( F W ) .   t h e  p r o p o s ed   d esig n   u s ed   a  r eg u lar   g r o u n d   with   d im en s io n s   o f   (G L )   an d   ( G W )   f o r   len g th   an d   wid th ,   r esp ec tiv ely .   T h e  to p   v iew  o f   th e  p r o p o s ed   wid e - b an d wid th   Ka - B an d   an ten n a  is   p r esen ted   i n   Fig u r e  1 ,   wh ile  d esig n   p ar am eter s   an d   d im en s io n s   ar e  lis ted   in   T a b le  1 .           Fig u r e  1 .   T o p   v iew  o f   wid e - b a n d wid th   p atc h   an ten n 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.  15 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 26 :  1 1 3 5 - 1 1 4 2   1138   T ab le  1 .   Pro p o s ed   an te n n a  d i m en s io n   N o .   P a r a me t e r   V a l u e   ( mm )   1   Le n g t h   o f   s u b st r a t e   -   su b L   4 . 8 0 0   2   W i d t h   o f   su b st r a t e   -   s u b W   6 . 9 0 0   3   H e i g h t   o f   su b s t r a t e   -   h   1 . 5 7 5   4   Le n g t h   o f   p a t c h   -   L RP   2 . 1 0 0   5   Le n g t h   o f   p a t c h   -   W RP   3 . 1 0 0   6   C o p p e r   t h i c k n e ss  -   t   0 . 0 3 5   7   S i d e   l e n g t h   o f   e t c h e d   sq u a r e - sh a p e   -   SS SL   0 . 2 0 0   8   S t a i r c a se   st e p   si ze  -   PS   0 . 1 0 0   9   P y r a mi d ’ s  b a s e   w i d t h   -   P BW   1 . 0 0 0   10   P y r a mi d ’ s  h e i g h t   -   P H   0 . 6 0 0   11   Tr i a n g l e ’ s  h e i g h t   -   T h   0 . 1 0 0   12   Tr i a n g l e ’ s  b a s e   w i d t h   -   T BW   0 . 2 0 0   13   F e e d e r   l e n g t h   -   F L   1 . 2 0 0   14   F e e d e r   w i d t h   -   F W   0 . 2 0 0   15   G r o u n d   l e n g t h   -   G L   4 . 8 0 0   16   G r o u n d   w i d t h   -   G W   6 . 9 0 0   17   P y r a mi d ’ s  s t e p   d i m e n si o n   0 . 1 0 0       4.   RE SU L T S   T h is   s ec tio n   p r esen ts   th e  p ar a m etr ic  s tu d y   as  well  as  r esu lts   f o r   Ka - B an d   wid e  b an d   an te n n a  d esig n   s tep s   in   ter m s   o f   r eso n atin g   f r eq u en c y ,   b an d wid th ,   g ain ,   a n d   r ef lectio n   co e f f icien t.  T h e   m ain   s tep s   o f   th is   s tu d y   ar e  g en er ally   f o c u s   o n   p atch   d im en s io n s   o p tim izatio n   as  a  f ir s t  s tep .   T h e   s ec o n d   s tep   r ep r esen ts   r esu lts   o f   etch in g   f o u r   s q u ar e d - s lo ts   f r o m   s u r f ac e  o f   p atc h   an d   s tu d y in g   th eir   e f f ec ts   o n   an te n n a’ s   p er f o r m an ce .   Af ter   th is   s tep   ad d in g   th e  p y r am i d   s h ap e  ab o v e  th e  p atc h   wh ich   f ed   with   r ec ta n g u lar   p atch .   Stu d y in g   a n d   o p tim izin g   th e  d im en s io n s   o f   p y r am id s   s tep   d im e n s io n   as  well  as  th e  lo ca tio n   o f   p y r am id al  s h ap e  f r o m   t h e   r ad iatin g   p atc h   r ad iatin g   ed g es  to   ac h iev e  b etter   p er f o r m an ce   at  th e  d esire d   o p e r atin g   b an d   with   m u c h   p o s s ib le  wid er   b an d wid t h   an d   g o o d   o th er   a n ten n a ’ s   o p er atio n   p ar am eter s   s u ch   as g ain   an d   S1 1 .   −   Step _ 1 .   T h is   s tep   p r o v id es   th e  r esu lts   f o r   r ec tan g u lar   p at c h   d im e n s io n s   o p tim izatio n   in   ter m s   o f   wid th   d ec r em en tin g   wh ich   ca u s ed   a  s ig n if ican t  r etu r n   lo s s   r ed u ctio n   to   g u ar an tee  a   b etter   an ten n a’ s   p er f o r m an ce .   T h e  tab u lated   d ata  f o r   th is   s tep   ar e  p r esen ted   in   T ab le  2 .   T h e  r ef lectio n   co ef f icien t  f o r   th e   Ka - B an d   an ten n a  at  s tep - 1   is   s h o wn   in   Fig u r e  2 .       T ab le  2 .   T a b u lated   r esu lts   f o r   wid th   o f   p atc h   o p tim izatio n   N o .   W i d t h   ( mm )   F r e q u e n c y   ( G H z )   R e f l e c t i o n   C o .   ( d B )   1   3 . 8   2 8 . 6 3   - 2 8 . 4 1   2   3 . 7   2 8 . 5 7   - 3 0 . 8 4   3   3 . 6   2 8 . 5 1   - 3 3 . 0 5   4   3 . 5   2 8 . 5 7   - 3 6 . 6 5   5   3 . 4   2 8 . 5 7   - 3 6 . 7 3   6   3 . 3   2 8 . 5 4   - 3 8 . 1 0   7   3 . 2   2 8 . 6 6   - 3 9 . 1 6   8   3 . 1   2 8 . 6 6   - 3 9 . 2 7           Fig u r e  2 .   Ka - B an d   an ten n a ’ s   r ef lectio n   co ef f icie n t in   s tep   1   f o r   p atch   wid t h   o f   3 . 1   m m   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       Desig n   o f a   p yra mid a l slo tted   w id e - b a n d   p a tch   a n ten n a   fo r   d ir ec tive  w i r eles s   … ( S a fa   N a s s s r   N a fea )   1139   T h e  v al u e  f o r   wid th   o f   c o n v e n tio n al  p atc h   f o u n d   t o   b e   3 . 8 0   m m   ac co r d in g   to   co n v en tio n al  p atch   an ten n a  d esig n   e q u atio n s   [ 2 8 ] .   T h is   wid th   was  o p tim ized   to   b e  3 . 1 0   m m   b ased   o n   an te n n a’ s   p e r f o r m an ce   in v esti g atio n   wh ich   ca u s ed   t o   b e  r eso n atin g   at  2 8 . 6 6   GH z  with   r etu r n   lo s s   o f   - 3 9 . 2 7   d B .   Mo r eo v er ,   th e   o p er atin g   b an d wid t h   f o u n d   to   b e  1 0 . 1 1   GHz   at  th is   s tep .   −   Step _ 2 .   T h is   s tep   p r o v id es  th e  p ar am etr ic  r esu lts   o f   etch in g   f o u r   s q u ar ed - s lo ts   f r o m   p at ch   s u r f ac e.   T h e   lo ca tio n   o f   t h ese  s lo ts   is   s y m m etr ical  ar o u n d   b o t h   X   an d   Y - ax ial  with   r esp ec t  to   ce n ter   p o in t  o f   r a d iatin g   p atch .   T h ese  s lo ts   wer e  etch ed   f o r   b a n d wid th   im p r o v em en t,  wh ich   was  im p r o v e d   to   1 0 . 8 8   GHz   co m p ar ed   to   1 0 . 1 1   GHz   in   ca s e  o f   p atch   with o u t  s q u ar ed - s lo ts   etch in g .   T h e   o p e r atin g   f r eq u en cy   s h if ted   u p   to   2 8 . 7 5   GH z  ( 9   MH z  in c r em en t) ,   an d   r ef lectio n   co ef f icien t  o f   an ten n a  f o u n d   to   b e  - 3 7 . 9 0   d B .   T h e  r ef lectio n   co ef f icien t f o r   th e  Ka - B an d   an ten n a  at  th is   s tep   is   s h o wn   in   Fig u r e  3 .   −   Step _ 3 .   T h is   s tep   p r o v id es   th e  p ar am etr ic   r esu lts   o f   etch in g   a  p y r a m id al  s h ap e   f r o m   th e   r ad iatin g   p atch   s u r f ac e.   T h e   p r o p o s ed   wid e - b an d   an te n n a  was  r eso n ated   at   2 8   GHz ,   a n d   its   r etu r n   l o s s   was  f o u n d   to   b e  - 3 3 . 5 9   d B .   T h e   o p e r atin g   b an d wid th   f o u n d   t o   b e  1 1 . 5 5   G Hz  af ter   etch in g   p y r am id al   s h ap e  c o m p ar e d   t o   1 0 . 8 8   GHz   an d   th e  o p er atin g   f r eq u e n cy   wa s   s h if ted   d o wn   c o m p ar ed   t o   Step - 2 .   T h e  r ef lec tio n   co ef f icien t   f o r   th e  p r o p o s ed   Ka - B an d   an ten n a  at  th is   s tep   i s   s h o wn   i n   Fig u r e  4 .   T h e  r esu lts   o f   p r o p o s ed   an ten n a  d u r in g   s tep s   o f   th is   p ar am etr ic   s tu d y   ar e  p r esen ted   in   T a b le  3 .             Fig u r e  3 .   Ka - B an d   an ten n a ’ s   r ef lectio n     co ef f icien t in   s tep   2   with   f o u r   etch ed   s lo ts     Fig u r e  4 .   Ka - B an d   an ten n a ’ s   r ef lectio n     co ef f icien t in   s tep   3   f o r   p r o p o s ed   Ka - B an d   an ten n a       T ab le  3 .   T a b u lated   r esu lts   f o r   Ka - B an d   p r o p o s ed   an ten n a  d e s ig n   s tep s     F r e q u e n c y   ( G H z )   B a n d w i d t h   ( G H z )   S 11   ( d B )   G a i n   ( d B )   S t e p _ 1   2 8 . 6 6   1 0 . 1 1   - 3 9 . 2 7   6 . 7 3   S t e p _ 2   2 8 . 7 5   1 0 . 8 8   - 3 7 . 9 0   6 . 7 1   S t e p _ 3   2 8 . 0 0   1 1 . 5 5   - 3 3 . 5 9   6 . 8 0       5.   DIS CU SS I O N   T h e  p r o p o s ed   Ka - B an d   p atc h   an ten n a  f o r   d ir ec tiv e   wir e less   co m m u n icatio n s ,   was  d esig n ed   to   o p er ate  o v er   th e  Ka - Fre q u en cy   b a n d .   T h e  an ten n a   ac h iev ed   a  wid e   o p er atin g   b an d wid th   m o r e   th an   1 1 . 5 0   GHz   with   m o d er ate  g ain   o f   6 . 8 0   d B   at  2 8   GHz .   T h e  wid e  o p er atin g   an d   was  ac eiv ed   d e  to   r em o v in g   f o u r   s ar ed - s lo ts   with   p y r am i d al  s h ap e  f r o m   th e  r ad iatin g   p at c h .   T h e   r em o v e   o f   th ese  f i v e  s h ap es  ca u s es   d is tu r b an ce   i n   d is tr ib u tio n   o f   s u r f ac e - wav es  w h ich   in tr o d u ce   a  wid e r   S 11   r esp o n s e  b a s ed   o n   ad d in g   L - C  cir cu it to   th e  o v er all  im p ed an c e  o f   th e  an ten n a  with   r ed u cti o n   o f   q u ality   f ac to r   wh ich   r ev er s ed   p r o p o r tio n al  to   an ten n a  o p er atin g   b a n d wid th .   Mo r eo v er ,   it  h as  a   d ir ec tiv e   r ad iatio n   p atter n   with   lo w  SL L   wh ich   is   s u itab le   f o r   d ir ec tiv e   wir eless   co m m u n icatio n   in   Ka - B an d   s u ch   as  5 G  ap p licatio n s   as  s h o wn   in   Fig u r e  5 .   T h e   p r o p o s ed   an ten n a  h as  a  d ir ec tiv e  r ad iatio n   p atter n   with o u t  n ee d   f o r   u s in g   m ltil ae r   s tr ctu r e  f o r   f o cu s in g   r ad iated   wav es  a n d   r ed ce   t h e  SLL   wh ich   ca u s ed   a  s ig n if ica n t  r ed u ce d   s ize  c o m p ar e d   an d   h ig h e r   o r   r elativ e   o p er atin g   b an d wid t h   to   o t h er   p atch   an ten n a  d esig n s   as sh o w n   in   T ab le  4 .   T h e  p r o p o s ed   an ten n a  ac h i e v ed   h ig h er   b an d wid th   co m p ar e d   to   a n ten n as  in   [ 1 9 ] ,  [ 2 0 ] ,  [ 2 9 ] ,   w h ile   co m p ar ed   to   d u al   b an d   an te n n a  p r esen te d   b y   [ 2 5 ] ;   th e  p r o p o s ed   an te n n a  ac h iev ed   a  c o m p ar ab le  b an d wid t h   with   h ig h   p e r ce n tag e  o f   s ize  r ed u ctio n   o f   7 1 . 5 9 %.  T h e  p r o p o s ed   an te n n a  h as  a  g ain   v a r iatio n   o f   less   th an     0 . 4 0   d B   o v er   its   o p e r atin g   b an d   with   h alf p o wer   b ea m   wid th   o f   6 5   d eg r e es  an d   SLL   o f   - 1 0   d B .   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.  15 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 26 :  1 1 3 5 - 1 1 4 2   1140       Fig u r e  5 .   Ka - B an d   an ten n a ’ s   r ad iatio n   p atted       T ab le  4 .   T a b u lated   co m p ar is o n   f o r   p r o p o s ed   an te n n a  b a n d w id th   an d   s ize  with   r elativ e  d esig n s   R e f .   O v e r a l l   a n t e n n a     d i m e n s i o n s’   ( mm 3 )   O p e r a t i n g     b a n d w i d t h   ( G H z )   G a i n   ( d B )   P e r c e n t a g e   o f   si z e     r e d u c t i o n   ( %)   M a r z o u k   e t   a l .   [ 1 9 ]   55 × 110 × 0 . 5 0 8   1   G H z   7 . 1 8   9 8 . 1 0 %   H a k i m  e t   a l .   [ 2 5 ]   1 6 . 7 1 0 × 2 1 . 9 8 0 × 0 . 5 0 0   1 1 . 6 0   G H z   6 . 3 8   7 1 . 5 9 %   A b d e l a z i z   a n d   H a ma d   e t   a l .   [ 2 0 ]   20 × 1 6 . 5 0 0 × 0 . 5 0 8   1 . 5 0   G H z   5 . 6 7   6 8 . 8 8 %   D e j e n   e t   a l .   [ 2 9 ]   15 × 15 × 0 . 5 0 0   3 . 8 0   G H z   7 . 1 0   5 3 . 6 3 %   P r o p o se d   d e s i g n   4 . 8 0 0 × 6 . 9 0 0 × 1 . 5 7 5   1 1 . 5 5   G H z   6 . 8 0   -----       6.   CO NCLU SI O N   A  r ed u ce d   s ize  wid e - b an d   p a tch   an ten n a  f o r   d ir ec tiv e  wir eless   co m m u n icatio n s   was  d esig n ed   to   o p er ate  o v er   Ka - B an d .   A   wid e  - 1 0   d B   b a n d wid th   was  ac h ie v ed   b y   th e  p r o p o s ed   d esig n   b a s ed   o n   two   f ac to r s :  f ir s t  is   s elec tin g   lo w  lo s s   d iele ctr ic  m ater ial  f o r   s u b s tr ate  with   th e  o p tim u m   s u b s tr ate  th ick n ess   wh ich   ca u s ed   to   ac h iev e  an   o p er atin g   b an d wid th   m o r e  th an   1 0   GHz .   T h e  s ec o n d   is   etch in g   p y r am i d al  s h ap e  with   f o u r   sq u ar e  s lo ts   f r o m   r ad iatin g   s u r f ac e  o f   p ac h   wh ich   ca u s ed   b a n d wid th   e n h an ce m e n t  to   b e  m o r e  th an   1 1 . 5   GHz .   T h e  n o v elty   o f   th is   d esig n   is   a ch iev in g   h ig h   s ize  r ed u ctio n   p er ce n tag e  c o m p ar e d   to   p r ev io u s   d esig n s   in   s am e  f r eq u e n cy   b a n d   a n d   m u ch   wid er   - 1 0   d B   o p er atin g   b a n d wid th .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r   s tate s   n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO R  CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Saf a  Nass s r   Naf ea   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r   s tate s   n o   co n f lict o f   in t er est.     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       Desig n   o f a   p yra mid a l slo tted   w id e - b a n d   p a tch   a n ten n a   fo r   d ir ec tive  w i r eles s   … ( S a fa   N a s s s r   N a fea )   1141   DATA AV AI L AB I L I T Y   T h e  d ata  av ailab ilit y   s tatem e n t  is   a  v alu ab le  lin k   b etwe e n   a  p ap e r ’ s   r esu lts   an d   th e   s u p p o r tin g   ev id en ce .   I t  is   a  b r ief   s tatem e n t  ab o u t  wh eth e r   th e  au th o r s   o f   an   ar ticle  h av e   m ad e  th e  e v id en ce   s u p p o r tin g   th eir   f in d i n g s   av ailab le,   an d   if   s o ,   wh er e  r ea d er s   m a y   ac ce s s   it.  Data   av ailab ilit y   s tatem en ts   h elp   to   p r o m o te  tr an s p ar en cy   an d   r ep r o d u ci b ilit y   in   r esear ch   an d   to   in cr ea s e  th e  v is ib ilit y   o f   v alu ab le  ev id en ce   p r o d u ce d   o r   g ath er ed   d u r in g   t h e  co u r s e  o f   r esear ch .   As  p ar t  o f   o u r   c o m m itm en t  to   s u p p o r tin g   o p e n   r esear ch ,   o u r   jo u r n al   n o w  r eq u i r es  all  m an u s cr ip ts   to   in clu d e  a  d ata  a v ailab ilit y   s tatem en t  in   o r d e r   to   b e  ac ce p ted   f o r   p u b licatio n .   E x am p les:   -   T h e  d ata   th at   s u p p o r t  th e   f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar e   av ailab l e  o n   r e q u est  f r o m   th e  c o r r esp o n d in g   au t h o r .   T h e  d ata,   w h ich   co n t ain   in f o r m atio n   th at  c o u ld   c o m p r o m is e  th e  p r i v ac y   o f   r esear c h   p a r ticip an ts ,   ar e  n o t   p u b licly   av ailab le  d u e  to   ce r ta in   r estrictio n s .   -   Der iv ed   d ata  s u p p o r tin g   th e  f i n d in g s   o f   th is   s tu d y   ar e  a v ailab le  f r o m   th e  co r r esp o n d in g   a u th o r   o n   r eq u est.   -   T h e  d ata  th at  s u p p o r t  t h e  f in d in g s   o f   t h is   s tu d y   ar e  av ail ab le  f r o m   th e  co r r esp o n d in g   au th o r ,   [ au th o r   in itials ] ,   u p o n   r ea s o n ab le  r e q u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   S .   N .   N a f e a ,   A .   I smai l ,   a n d   R .   S .   A .   R .   A b d u l l a h ,   “ L o w   si d e   l o b e   l e v e l   m u l t i l a y e r   a n t e n n a   f o r   w i r e l e ss   a p p l i c a t i o n s, ”   Pr o g r e ss  i n   El e c t r o m a g n e t i c s   Re s e a rc h   L e t t e rs ,   v o l .   5 8 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / P I ER L1 5 1 1 2 2 0 2 .     [ 2 ]   S .   N .   N a f e a ,   “ I mp r o v i n g   p e r f o r m a n c e   o f   p a t c h   a n t e n n a   f o r   I EEE  8 0 2 . 1 6 e   a p p l i c a t i o n s   u s i n g   mu l t i - l a y e r   a n t e n n a   st r u c t u r e   w i t h   r e f l e c t o r , ”   N T C C I T   2 0 1 8   -   Al   M a n so u r  I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   N e w   T ren d s  i n   C o m p u t i n g ,   C o m m u n i c a t i o n ,   a n d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   p p .   1 8 – 2 2 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / N T C C I T. 2 0 1 8 . 8 6 8 1 1 8 3 .     [ 3 ]   S .   Y e   e t   a l . ,   “ D e s i g n   o f   a r b i t r a r i l y   s h a p e d   p l a n a r   m i c r o st r i p   a n t e n n a   a r r a y s  w i t h   i mp r o v e d   e f f i c i e n c y , ”   I n t e r n 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 1 3 ,   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 1 3 / 7 5 7 0 6 1 .     [ 4 ]   N .   B a h a r i ,   M .   F .   J a ml o s,  a n d   M .   M .   I sa,   “ G a i n   e n h a n c e m e n t   o f   m i c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   u si n g   a r t i f i c i a l   ma g n e t i c   c o n d u c t o r , ”   Bu l l e t i n   o f   El e c t ri c a l   E n g i n e e ri n g   a n d   I n f o rm a t i c s   ( B EEI) ,   v o l .   8 ,   n o .   1 ,   p p .   1 6 6 – 1 7 1 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / e e i . v 8 i 1 . 1 4 0 9 .     [ 5 ]   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 ,   “ S R R   s u p e r st r a t e   f o r   g a i n   a n d   b a n d w i d t h   e n h a n c e me n t   o f   mi c r o s t r i p   p a t c h   a n t e n n a   a r r a y , ”   Pr o g ress   I n   El e c t ro m a g n e t i c s  Re se a rc h   B ,   v o l .   7 6 ,   n o .   1 ,   p p .   7 3 – 8 5 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / P I ER B 1 7 0 4 1 4 0 5 .     [ 6 ]   R .   D e s h m u k h ,   D .   M a r a t h e ,   a n d   K .   D .   K u l a t ,   “ M i c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   g a i n   e n h a n c e me n t   u si n g   n e a r - z e r o   i n d e x   me t a m a t e r i a l   su p e r st r a t e   ( N ZI M   Le n s) , ”   2 0 1 9   1 0 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t i n g ,   C o m m u n i c a t i o n   a n d   N e t w o rk i n g   T e c h n o l o g i e s ,   I C C C N T   2 0 1 9 ,   p p .   6 – 1 1 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C C N T4 5 6 7 0 . 2 0 1 9 . 8 9 4 4 4 7 0 .     [ 7 ]   A .   S .   M e k k i ,   M .   N .   H a mi d o n ,   A .   I smai l ,   a n d   A .   R .   H .   A l h a w a r i ,   “ G a i n   e n h a n c e m e n t   o f   a   mi 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   a   r e f l e c t i n g   l a y e r , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   A n t e n n a s  a n d   Pro p a g a t i o n ,   v o l .   2 0 1 5 ,   p .   7 ,   2 0 1 5 .   [ 8 ]   B .   Lv ,   X .   W a n g ,   C .   Z h e n g ,   J .   H u a n g f u ,   C .   L i ,   a n d   L .   R a n ,   “ R a d i a t i o n   e n h a n c e me n t   f o r   s t a n d a r d   p a t c h   a n t e n n a s   u s i n g   a   l o o se l y   g r o o v e d   g r o u n d   p l a n e , ”   I E EE  A n t e n n a s  a n d   W i re l e ss  Pro p a g a t i o n   L e t t e rs ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   6 0 4 – 6 0 7 ,   2 0 1 2 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / LA W P . 2 0 1 2 . 2 2 0 2 3 6 4 .     [ 9 ]   H .   S r i v a st a v a ,   A .   S i n g h ,   A .   R a j e e v ,   a n d   U .   T i w a r i ,   “ B a n d w i d t h   a n d   g a i n   e n h a n c e m e n t   o f   r e c t a n g u l a r   mi c r o s t r i p   p a t c h   a n t e n n a   ( R M P A )   u s i n g   s l o t t e d   a r r a y   t e c h n i q u e , ”   W i re l e ss  Pe rs o n a l   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 1 4 ,   n o .   1 ,   p p .   6 9 9 – 7 0 9 ,   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 2 7 7 - 020 - 0 7 3 8 8 - x .     [ 1 0 ]   O .   P .   K u m a r ,   T.   A l i ,   P .   K u mar,   P .   K u mar,   a n d   J.   A n g u e r a ,   “ A n   e l l i p t i c a l - sh a p e d   d u a l - b a n d   U W B   n o t c h   a n t e n n a   f o r   w i r e l e ss   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 3 ,   n o .   3 ,   p p .   1 – 2 6 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 3 0 3 1 3 1 0 .     [ 1 1 ]   Y .   I .   A .   Al - Y a si r   e t   a l . ,   “ A   n e w   p o l a r i z a t i o n - r e c o n f i g u r a b l e   a n t e n n a   f o r   5 G   w i r e l e ss  c o mm u n i c a t i o n s , ”   9 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Br o a d b a n d   C o m m u n i c a t i o n s ,   N e t w o rks ,   a n d   S y st e m s  ( Br o a d n e t s  2 0 1 8 )   S e p t   1 9 - 2 0 ,   F a ro ,   P o r t u g a l ,   p p .   4 3 1 – 4 3 7 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 0 - 0 5 1 9 5 - 2 _ 4 2 .     [ 1 2 ]   B .   R .   S w a i n   a n d   A .   K .   S h a r ma ,   “ A n   i n v e st i g a t i o n   o f   d u a l - b a n d   d u a l - s q u a r e   r i n g   ( D S R )   b a se d   m i c r o st r i p   a n t e n n a   f o r   W i F i / W LA N   a n d   5 G - N R   w i r e l e ss  a p p l i c a t i o n s , ”   Pro g r e ss  I n   E l e c t r o m a g n e t i c s  R e sea r c h   M ,   v o l .   8 6 ,   n o .   J u n e ,   p p .   1 7 – 2 6 ,   2 0 1 9 ,     d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / p i e r m 1 9 0 6 0 5 0 1 .     [ 1 3 ]   S .   M u r u g a n ,   “ C o mp a c t   M I M O   sh o r t e d   m i c r o st r i p   a n t e n n a   f o r   5 G   a p p l i c a t i o n s ,”  I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   Wi r e l e ss  a n d   M i c r o w a v e   T e c h n o l o g i e s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   2 2 – 2 7 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 5 8 1 5 / i j w mt . 2 0 2 1 . 0 1 . 0 3 .   [ 1 4 ]   W .   A .   A w a n ,   H a l i ma,   A .   Z a i d i ,   N .   H u ssa i n ,   S .   K h a l i d ,   a n d   A .   B a g h d a d ,   “ C h a r a c t e r i z a t i o n   o f   d u a l   b a n d   M I M O   a n t e n n a   f o r   2 5   G H z   a n d   5 0   G H z   a p p l i c a t i o n 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   C o m p u t i n g ,   El e c t ro n i c   a n d   El e c t ri c a l   E n g i n e e ri n g ,   I C E  C u b e   2 0 1 8 ,   p p .   1 1 – 1 4 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C EC U B E. 2 0 1 8 . 8 6 1 0 9 8 2 .   [ 1 5 ]   J.  C o l a c o   a n d   R .   L o h a n i ,   “ D e s i g n   a n d   i m p l e m e n t a t i o n   o f   mi c r o s t r i p   c i r c u l a r   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 ,”    2 n d   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   El e c t r i c a l ,   C o m m u n i c a t i o n   a n d   C o m p u t e r  En g i n e e r i n g ,   I C EC C E  2 0 2 0 ,   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C E C C E 4 9 3 8 4 . 2 0 2 0 . 9 1 7 9 2 6 3 .     [ 1 6 ]   K .   M a z e n ,   A .   Emr a n ,   A .   S .   S h a l a b y ,   a n d   A .   Y a h y a ,   “ D e s i g n   o f   mu l t i - b a n d   m i c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a s   f o r   mi d - b a n d   5 G   w i r e l e ss   c o mm u n i c a t i o n , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   Ad v a n c e d   C o m p u t e r  S c i e n c e   a n d   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   5 ,   p p .   4 5 9 – 4 6 9 ,   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 4 5 6 9 / I JA C S A . 2 0 2 1 . 0 1 2 0 5 5 7 .     [ 1 7 ]   D .   A .   O u t e r e l o ,   A .   V .   A l e j o s,   M .   G .   S a n c h e z ,   a n d   M .   V .   I sasa ,   “ M i c r o s t r i p   a n t e n n a   f o r   5 G   b r o a d b a n d   c o mm u n i c a t i o n s:   O v e r v i e w   o f   d e si g n   i ss u e s, ”   I EE E  An t e n n a s   a n d   Pr o p a g a t i o n   S o c i e t y ,   AP - S   I n t e rn a t i o n a l   S y m p o si u m   ( D i g e st ) ,   v o l .   2 0 1 5 - O c t o b ,     p p .   2 4 4 3 – 2 4 4 4 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A P S . 2 0 1 5 . 7 3 0 5 6 1 0 .     [ 1 8 ]   T.   K i r a n ,   N .   M o u n i s h a ,   C .   M y t h i l y ,   D .   A k h i l ,   a n d   T .   V .   B .   P .   K u m a r ,   “ D e si g n   o f   mi 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   a p p l i c a t i o n s , ”   I O S R  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   E n g i n e e ri n g   ( I O S R - J E C E) ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 – 1 7 ,   2 0 1 8 ,     d o i :   1 0 . 9 7 9 0 / 2 8 3 4 - 1 3 0 1 0 1 1 4 1 7 .     [ 1 9 ]   H .   M .   M a r z o u k ,   M .   I .   A h me d ,   a n d   A .   A .   S h a a l a n ,   “ N o v e l   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 s  f o r   5 G   m o b i l e   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   C ,   v o l .   9 3 ,   n o .   S e p t e m b e r ,   p p .   1 0 3 – 1 1 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / P I ER C 1 9 0 3 2 3 0 3 .     [ 2 0 ]   A .   A b d e l a z i z   a n d   E.   K .   I .   H a mad ,   “ D e si g n   o f   a   c o m p a c t   h i g h   g a i n   mi c r o s t r i p   p a t c h   a n t e n n a   f o r   t r i - b a n d   5 G   w i r e l e s s   c o mm u n i c a t i o n , ”   Fre q u e n z ,   v o l .   7 3 ,   n o .   1 – 2 ,   p p .   4 5 – 5 2 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 5 1 5 / f r e q - 2 0 1 8 - 0 0 5 8 .     [ 2 1 ]   D .   I mr a n   e t   a l . ,   “ M i l l i m e t e r   w a v e   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   c o mm u n i c a t i o n , ”   2 0 1 8   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   En g i n e e ri n g   a n d   Em e rg i n g   T e c h n o l o g i e s,  I C EET  2 0 1 8 ,   v o l .   2 0 1 8 - Ja n u a ,   p p .   1 – 6 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C EET 1 . 2 0 1 8 . 8 3 3 8 6 2 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.  15 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 26 :  1 1 3 5 - 1 1 4 2   1142   [ 2 2 ]   A .   S .   B .   M o h a mm e d   e t   a l . ,   “ M a t h e m a t i c a l   m o d e l   o n   t h e   e f f e c t s  o f   c o n d u c t o r   t h i c k n e ss  o n   t h e   c e n t r e   f r e q u e n c y   a t   2 8   G H z   f o r   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   m i c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   u s i n g   a i r   s u b st r a t e   f o r   5 G   a p p l i c a t i o n , ”   A l e x a n d r i a   En g i n e e ri n g   J o u r n a l ,   v o l .   6 0 ,   n o .   6 ,   p p .   5 2 6 5 – 5 2 7 3 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e j . 2 0 2 1 . 0 4 . 0 5 0 .     [ 2 3 ]   K .   B e l a b b a s,   D .   K h e d r o u c h e ,   a n d   A .   H o c i n i ,   “ A r t i f i c i a l   ma g n e t i c   c o n d u c t o r - b a se d   m i l l i m e t e r   w a v e   m i c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   f o r   g a i n   e n h a n c e m e n t , ”   J o u rn a l   o f   T e l e c o m m u n i c a t i o n s  a n d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   2 0 2 1 ,   n o .   1 ,   p p .   5 6 – 6 3 ,   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 2 6 6 3 6 / JTI T. 2 0 2 1 . 1 4 8 3 2 0 .     [ 2 4 ]   M .   N a h a s,  “ J o u r n a l   o f   r a d i a t i o n   r e s e a r c h   a n d   a p p l i e d   s c i e n c e s   d e si g n   o f   a   h i g h - g a i n   d u a l - b a n d   LI - sl o t t e d   m i c r o st 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   c o mm u n i c a t i o n   s y st e ms,”   J o u r n a l   o f   Ra d i a t i o n   R e se a rc h   a n d   Ap p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   4 ,   p .   1 0 0 4 8 3 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j r r a s. 2 0 2 2 . 1 0 0 4 8 3 .     [ 2 5 ]   M .   L .   H a k i m ,   M .   J.  U d d i n ,   a n d   M .   J.   H o q u e ,   “ 2 8 / 3 8   G H z   d u a l - b a n d   mi c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   w i t h   D G S   a n d   s t u b - s l o t   c o n f i g u r a t i o n s  a n d   I t s  2 * 2   M I M O   a n t e n n a   d e s i g n   f o r   5 G   w i r e l e ss c o mm u n i c a t i o n , ”   2 0 2 0   I EE E  Re g i o n   1 0   S y m p o si u m ,   T EN S Y M P  2 0 2 0 ,   n o .   J u n e ,   p p .   5 6 – 5 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TEN S Y M P 5 0 0 1 7 . 2 0 2 0 . 9 2 3 0 6 0 1 .     [ 2 6 ]   A .   R .   S a b e k ,   A .   A .   I b r a h i m,   a n d   W .   A .   A l i ,   “ D u a l - b a n d   mi l l i me t e r   w a v e   mi c r o st r i p   p a t c h   a n t e n n a   w i t h   st u b r e s o n a t o r s  f o r   2 8 / 3 8   G H z   a p p l i c a t i o n s ,”  J o u r n a l   o f   P h y s i c s:   C o n f e re n c e   S e r i e s ,   v o l .   2 1 2 8 ,   n o .   1 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 4 2 - 6 5 9 6 / 2 1 2 8 / 1 / 0 1 2 0 0 6 .   [ 2 7 ]   L.   G .   A y a l e w   a n d   F .   M .   A sm a r e ,   “ D e si g n   a n d   o p t i m i z a t i o n   o f   p i - s l o t t e d   d u a l - b a n d   r e c t a n g 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   u s i n g   su r f a c e   r e s p o n s e   me t h o d o l o g y   f o r   5 G   a p p l i c a t i o n s, ”   H e l i y o n ,   v o l .   8 ,   n o .   1 2 ,   p .   e 1 2 0 3 0 ,   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 1 2 0 3 0 .   [ 2 8 ]   R .   G a r g ,   I .   B a h l ,   P .   B h a r t a ,   a n d   A .   I t t i p i b o o n ,   “ M i c r o st r i p   a n t e n n a   d e si g n   h a n d b o o k , ”   El e c t ro m a g n e t i c   E n g i n e e ri n g ,   2 0 0 0 .   [ 2 9 ]   A .   D e j e n ,   J.   Ja y a s i n g h e ,   M .   R i d w a n ,   a n d   J.  A n g u e r a ,   “ S y n t h e s i s   o f   q u a d b a n d   mm - w a v e   m i c r o st r i p   a n t e n n a   u s i n g   g e n e t i c   a l g o r i t h m f o r   w i r e l e ss   a p p l i c a t i o n , ”   T e c h n o l o g i e s ,   p p .   1 – 1 4 ,   2 0 2 3 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       S a fa   Na ss sr   Na fe a           re c e iv e d   th e   e n g i n e e r  d e g re e   i n   El e c tro n ic  a n d   Co m m u n ica ti o n s  En g i n e e rin g   fr o m   Co ll e g e   o f  E n g i n e e rin g ,   Al - Na h ra in   Un i v e rsity   i n   2 0 0 8 .     He   re c e iv e d   th e   m a st e r  d e g re e   in   n e two rk i n g   a n d   c o m m u n ica ti o n   e n g i n e e rin g   fr o m   De p a rtme n t  o f   Co m p u ters   a n d   Tele c o m m u n ica ti o n s   S y ste m s  De p a rtme n t,   F a c u lt y   o f   En g i n e e rin g ,   Un i v e rsity   P u tera   M a lay sia   (UPM )  i n   2 0 1 6 .   Cu rre n tl y ,   h e   is  a n   a ss ist  lec tu re r  a t   Co m p u ter  Ne two r k s  En g in e e ri n g   De p a rtme n t,   C o ll e g e   o f  In fo rm a ti o n   E n g i n e e rin g ,     Al - Na h ra in   Un i v e rsity ,   Ira q .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  sa fa n a fe a @g m a il . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.