I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   3 8 ,   No .   1 A p r il   20 2 5 ,   p p .   204 ~ 214   I SS N:  2 502 - 4 7 52 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijee cs .v 3 8 . i 1 . pp 204 - 2 1 4           204     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs . ia esco r e. co m   Eng ra v ed  hex a g o na l metama terial s reso na tors  ante nna  f o r bio - impla ntable  ISM - ba nd ap plica tions       B elk heir  Sa f a a 1 ,   Sa bri G ho utia   Na im a 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   I n f o r mat i o n   P r o c e ssi n g   a n d   T e l e c o m mu n i c a t i o n La b o r a t o r y ,     F a c u l t y   o f   T e c h n o l o g y ,   U n i v e r s i t y   T a h r i   M o h a mm e d ,   B e c h a r ,   A l g e r i a     2 D e p a r t me n t   o f   M a t e r i a l   S c i e n c e s,  I n f o r mat i o n   P r o c e ssi n g   a n d   T e l e c o mm u n i c a t i o n s   La b o r a t o r y ,     U n i v e r si t y   T a h r i   M o h a m me d ,   B e c h a r ,   A l g e r i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   May   13 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Oct   13 202 4   Acc ep ted   Oct   30 ,   2 0 2 4       Th is  st u d y   will   i n tro d u c e   a   m e tam a teria a n ten n a   d e sig n in g   f o u se   i n   b io m e d ica imp la n ts.  T h e   a n ten n a   is  c o m p a c a n d   u t il ize fo u sl o t   c o m p lem e n tary   m e tam a teria h e x a g o n a re so n a t o rs  o u n if o rm   sh a p e   a n d   siz e .   By   i n c o r p o ra ti n g   th e   m e tam a teria in to   th e   a n ten n a   d e sig n ,   it siz e   i s   re d u c e d   wh il e   th e   p e rfo rm a n c e   is  e n h a n c e d .   S imu lati o n   re su l ts  sh o th a th e   a n ten n a   a c h iev e sa ti sfa c to ry   p e a k   g a in   v a lu e o - 2 2 . 6   d Bi  a n d   a   3 4 . 5 %   in c re a se   in   b a n d wid t h .   O p e ra ti n g   wi th i n   t h e   2 . 4 - 2 . 5   G Hz   in d u strial ,   sc ien ti fic,  a n d   m e d ica l   ( IS M )   fre q u e n c y   b a n d s,  th e   a n ten n a   m e a su re 7 × 7 × 1 . 2 7   m m ³   a n d   c o n sists   o su b stra te  lay e rs  wit h   p a tch   ra d ia ti o n ,   fo u r   m e tam a t e rials  h e x a g o n a re so n a t o rs  o n   th e   u p p e su rfa c e ,   a   g r o u n d   lay e r,   a n d   a   se c o n d   su p e rstra te  lay e r.   T h e   stu d y   a lso   a d d re ss e th e   c h a ll e n g e a n d   p ro b lem a ss o c iate d   with   th e   i n t e ra c ti o n   b e twe e n   th e   a n ten n a   a n d   h u m a n   ti ss u e ,   wh il e   a imi n g   to   m a i n tain   a n te n n a   p e rfo rm a n c e ,   p r o p e rti e s,  a n d   m in imiz e   it imp a c o n   ti ss u e s.   Ev a l u a ti o n   o w h e n   u sin g   a   2 . 4 5   G Hz   o p e ra ti n g   fre q u e n c y ,   th e   sp e c ifi c   a b so rp ti o n   ra te   (S AR)  sh o ws   v a lu e o f   4 8 9 . 8 7   W/ k g   f o 1   g   o a v e ra g e d   ti ss u e   a n d   5 3 . 7 3 8   W/ k g   f o 1 0   g   o f   a v e ra g e d   ti ss u e .   T h e   re su lt o p l a c in g   th e   a n ten n a   i n   h u m a n   s k in   ti ss u e   a re   sa fe   fo u se   in   th e   h u m a n   b o d y   a n d   a p p ro p riate   fo b io m e d ica a p p li c a ti o n s.   S imu latio n c o n d u c ted   u si n g   c o m p u ter  sim u latio n   t e c h n o l o g y   ( CS T )   a n d   h ig h   fre q u e n c y   str u c tu re   sim u lato ( HFS S )   so ftwa re   e m p h a siz e   th e   e x c e ll e n t   p e rfo rm a n c e   o t h e   e n g ra v e d   m e t a m a teria a n ten n a .   K ey w o r d s :   An ten n a   Me tam ater ial   I SM   Hex ag o n al  r eso n ato r s   E n g r av i n g   T h is i 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 :   B elk h eir   Saf aa   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   I n f o r m atio n   Pro ce s s in g   an d   T elec o m m u n icatio n s   L ab o r ato r y   Facu lty   o f   T ec h n o lo g y ,   Un i v e r s ity   T ah r i M o h am m ed   0 8 0 0 0   B ec h ar ,   Alg er ia   E m ail: b elk h eir . s af aa @ u n iv - b ec h ar . d z       1.   I NT RO D UCT I O N   W ith   ad v an ce m en ts   i n   b io m e d ical  telem etr y ,   th er e   is   g r o win g   n ee d   f o r   ef f icien t,   co m p ac d ev ices  in   m ed ical  ap p licatio n s .   I n   r ec en y ea r s ,   th er e   h as  b e en   g r o win g   r esear ch   i n ter est  in   im p lan tab l e     m ed ical  d ev ices  ( I MD s ) .   T h e s d ev ices  ar u tili ze d   in   r em o te  p atien m o n ito r i n g   s ettin g s   f o r   task s   s u ch   as     g lu co s m o n ito r in g ,   ca p s u le  en d o s co p y   [ 1 ] [ 2 ] ,   ca r d iac  p ac em ak er s   [ 3 ] ,   an d   in tr ac r a n ial  p r ess u r ( I C P)  m o n ito r in g .   I MD s   u tili ze   im p lan tab le  an ten n as  f o r   b id ir ec tio n al  wir e less   co m m u n icatio n   [ 4 ] ,   e n a b lin g   th e   tr an s m is s io n   o f   p h y s io lo g ical   d ata  to   r ec eiv in g   d ev ices  u s e d   b y   h ea lth ca r p r o v i d er s   in   F ig u r 1 .   Ho wev er ,   d esig n in g   th ese  an te n n as p r es en ts   s ev er al  ch allen g es [ 5 ] :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       E n g r a ve d   h ex a g o n a meta ma t eria ls   r e s o n a to r s   a n ten n a   fo r   b io - imp la n ta b le   …  ( B elkh eir S a fa a )   205     Fre q u en cy   r an g e   o p tim izatio n .     Min iatu r izatio n   co n s tr ain ts .     T is s u co m p atib ilit y   ass u r an ce .     I m p lan t saf ety   p r o to c o ls .     R eso n an ce   s h if t m itig atio n .   T h MI C b an d   f r eq u e n cy ,   r an g in g   f r o m   4 0 2   to   4 0 5   M Hz  [ 6 ] [ 7 ] ,   is   u tili ze d   f o r   i m p lan tab le   an ten n as  in   m ed ical  im p lan c o m m u n icatio n   s er v ices.  Ad d itio n ally ,   in d u s tr ial,   s cien tif ic,   an d   m ed ical  ( I SM )   b an d s   co v e r   f r e q u en c y   2 , 400 2 , 5 0 0   MH z,   8 6 8 8 6 8 . 6   MH z,   9 0 2 . 8 9 2 8   MH z,   an d   4 3 3 . 1 4 3 4 . 8   MH [ 8 ] .   Fo r   i m p lan th ese  ty p es  o f   a n ten n as   we  h av e   to   m in iat u r i ze   th ese  d ev ices  s ize,   p r o p o s ed   v er ity   tech n iq u e   s u ch   as  c o n n ec tin g   th p atch   an d   g r o u n d   b y   lo ad in g   s h o r tin g   p in s   [ 9 ] [ 1 0 ] ,   h ig h   d ielec tr ic  co n s tan t m ater ial   [ 1 1 ] ,   m etam ater ial  s p lit r in g   r eso n ato r   [ 1 2 ] .   Me tam ater ials   ar ca lled   d o u b ly   n eg ativ m ate r ials   ( DNG) ,   ( ε<   0   et  μ   <   0 )   [ 1 3 ] [ 1 4 ] ,   t h b eg in n in g   o f   th th eo r etica p r o p er ties   o f   th is   m ater ial  was  in   1 9 8 6   b y   th s cien tis Ve s elag o   [ 1 5 ] ,   in   2 0 0 0 ,   s cien tis ts   [ 1 6 ] [ 1 7 ]   s u cc ess f u lly   d em o n s tr ated   th e   p r o p er ties   o f   m et am ater ials   ex h ib itin g   b o t h   n e g ativ p e r m ea b ilit y   an d   n eg ativ p er m itti v ity .   Me t am ater ials   h av b ee n   u s ed   in   m an y   f ield s ,   an d   a m o n g   th f i eld s   th ey   h av b ee n   ap p lied   to   im p la n tab le  a n ten n as.   Var io u s   m in iatu r izatio n   te ch n iq u es  f o r   an ten n as  h av e   b ee n   d o cu m en te d   in   s cien tific   liter atu r [ 1 8 ] [ 1 9 ] .   T h ese  tech n iq u es c o n s is t o f :     E m p lo y in g   m etam ater ial  s p lit  r in g   r eso n at o r s   ( SR R s ) .     Utilizin g   co m p lem en tar y   tr ian g u lar   r in g   r eso n at o r s .     I m p lem en tin g   co m p le m en tar y   s p lit r in g   r eso n ato r s .     I n co r p o r atin g   s lo ts   in to   p atch   an ten n as .     Ap p ly in g   C - s h ap e d   s lo ts .     Usi n g   tr ian g u lar   elec tr o m ag n e tic  r eso n ato r s .     I n teg r atin g   co m p lem e n tar y   tr i an g u lar   elec tr o m ag n etic  r eso n ato r s .   T h ese  ap p r o ac h es  h a v d e m o n s tr ated   co n s id er ab le  p o t en tial  f o r   r ed u ci n g   a n ten n a   s ize  wh ile  m ain tain in g   p er f o r m an ce .   R esear ch er s   ar m ak in g   s ig n if ican s tr id es  in   ad d r ess in g   th ese  ch allen g es.  R ec en tly ,   s ev er al  an ten n d esig n s   h av b ee n   p r o p o s ed   f o r   b io telem etr y   ap p licatio n s .   No tab ly ,   s ca lp - im p lan tab le  s y s tem s   with   i n teg r ated   an ten n as  we r d e v elo p ed   [ 2 0 ] .   I n itially ,   A   2 0 0 ×2 0 0 ×2 0 0   m m ³   h o m o g en eo u s   s k in   p h an to m   ( HSP)  was  u s ed   to   m o d el  th ese  an ten n s y s tem s   at  a   d ep th   o f   4   m m .   Fo llo win g   m ea s u r em en v alid atio n   o f   th s im u lated   r esu lts ,   g ain   v alu es  o f   - 2 8 . 5   d B at  9 1 5   MH an d   - 2 2 . 8   d B at  2 . 4 5   GHz   wer o b tain ed .   No n et h eless ,   it  wa s   d is co v er ed   th at  th s p ec if ic  ab s o r p tio n   r at ( SAR )   f o r   b o th   f r eq u e n cies w as si g n if ic an tly   h ig h .   T h er h a s   b ee n   an   in c r ea s in   in ter est  in   th ap p licatio n   o f   m etam ater ials   ( MT Ms)   in   im p lan tab le   an ten n d esig n .   W ith   g ain   o f   - 2 5   d B i,  r esear ch e r s   in   r ef er en ce   [ 2 1 ]   p r esen ted   E - s h a p ed   an d   i n ter d ig ital   r eso n ato r s   ap p r o p r iate  f o r   b io m ed ical  im p la n ap p licat io n s .   I n   s im ilar   v ein ,   d if f er e n s tu d y     s u g g ested   an   a n ten n s y s te m   with   b atter ies,  b io s en s o r s ,   an d   f ak elec tr o n ic  p a r ts   in   r ef e r en ce   [ 2 2 ]     to   d em o n s tr ate  th e   d e v ice  ar ch itectu r e.   T h is   an ten n a s   f ir s s im u latio n s   wer ca r r ie d   o u in   HSP   th a t   m ea s u r ed   1 5 0 ×1 5 0 ×1 5 0   m m ³ ,   with   d ep th   o f   3   m m .           Fig u r 1 .   Hea lth   m o n ito r i n g   s y s tem   [ 23 ]       I n   th is   p a p er ,   we  p r o v id e   a   n ew  m etam ater ial  an ten n a   d esig n   tailo r ed   s p ec if ically   f o r   m e d ical  ap p licatio n s ,   p a r ticu lar ly   in   b io telem etr y .   T h is   d esig n   is   b a s ed   o n   f o u r   c o m p le m en tar y   h ex a g o n al   m etam ater ial  r eso n ato r s   etch ed   in to   p atch .   I n   o p en   s p ac e,   th s u g g ested   an ten n was sim u lated ,   an d   th r o u g h   d if f er en h u m a n   tis s u lay e r s ,   o p er atin g   in   t h 2 . 4 - 2 . 5   GHz   I SM  b an d .   Desp ite  h av in g   d im en s io n s   co m p ar ab le  to   p r ev io u s   d esig n s ,   th p r o p o s ed   an ten n e x h i b its   s u p er io r   p er f o r m an ce ,   esp ec ially   b y   ac h iev in g   s ig n if ican tly   lo wer   SAR   v alu es  th an   ea r lier   m o d els.  c o m p ar ativ p er f o r m an ce   a n aly s is   o f   th p r o p o s ed   d esig n   with   r ec en t stu d ies is   p r o v id ed   p r esen ted   i n   T ab le  1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 8 ,   No .   1 Ap r il   20 2 5 :   2 0 4 - 2 1 4   206   T ab le  1 .   C o m p a r in g   th e   p r o p o s ed   an ten n   with   e x is tin g   liter atu r o n   t h s u b ject   Ref   F r e q   ( G H z )   S i z e   ( mm )   G a i n   ( d B i )   S A R   1g   S A R   10g   [ 20 ]   2 . 4 5   6 × 0 . 5   - 2 2 . 8   8 0 7 . 3 4   1 0 2 . 0 4   [ 24 ]   2 . 4 5   1 1 × 1 1 × 1 . 2 7   - 29   NAN   NAN   [ 25 ]   2 . 4 5   7 × 7 × 0 . 2   - 2 2 . 2 9   5 9 1 . 4 0   8 2 . 7 1   [ 22 ]   2 . 4 5   1 2 × 1 2 × 0 . 6 3 5   - 34   9 2 1   NAN   [ 21 ]   2 . 4 5   7 × 0 . 6 3 5   - 25   7 5 8   8 0 . 1   [ 2 6 ]   2 . 4 5   8 . 2 × 6 . 9 4 × 0 . 7 5   - 2 1 . 6   5 5 2   7 3 . 2   I n   t h i s   w o r k   2 . 4 5   7 × 0 . 6 3 5   - 2 0 . 3 2   4 8 9 . 8 7   5 3 . 7 3 8       2.   DE V E L O P M E N T   O F   T H E   DE S I G N   T h p r o ce s s   o f   an ten n d esig n   ev o lu tio n   in v o lv es  th r ee   m ain   s tag es  as  illu s tr ated   in   F ig u r e   2 ,   with   p ar am etr ic  a n aly s is   p r o v i d ed   in   Fig u r e   3 .   I n   t h f ir s s tep ,   b asic  r ec tan g u lar   p atch   is   cr ea ted   with   s p ec if ic   d im en s io n s   f o r   th p atc h   len g th   ( L p )   an d   p atch   wid th   ( W p ) .   T h r eso n an f r e q u en c y   o f   t h an ten n a   at  f ir s 2 . 4 2   GHz   with   t h r etu r n   lo s s   o f   - 1 4 . 0 9   dB   in   an ten n a   s tep   2   m o d i f y in g   p atch   f o r m   h ex a g o n al  th e   an ten n a r eso n an f r eq u e n cy   at  2 . 5   GHz   with   th e   r etu r n   l o s s   o f   - 2 1 . 7 5   dB   Ho wev er ,   th r eso n an t   f r e q u en cy   lies   o u ts id e   th in ten d ed   I SM  b an d   r an g e th an ten n a s   r eso n an f r e q u e n cy   is   2 . 4 3   GHz   with   th r etu r n   lo s s   o f   - 2 6 . 7 1   d B   New   an ten n d esig n   ex h ib it s   r eso n an ce   n ea r   I SM  f r eq u en cies,  s u itab le  f o r   b io m etr i ap p licatio n ,   th e   r ef lectio n   o f   th a n ten n is   n o p er f ec tly   ad ap ted .   T h e r ef o r e,   an   e n h an ce m e n f o r   th a n ten n is   n ee d e d   i n   b o u g h t te r m s   s ize  an d   elem en t s ,   an d   f o r   th at   we   s u g g est u s in g   m etam ater ials .         S t e p   1     S t e p   2     S t e p   3     Fig u r 2 .   E v o lu tio n   o f   d esig n           Fig u r e   3 .   R etu r n   lo s s   g r ap h   c o r r esp o n d i n g   to   t h r ee   d esig n   o f   an ten n a       3.   SI M UL A T I O N   U NI T E   C E L L   M E T A M A T E RIA L   W s im u late   o u r   h ex ag o n al - s h ap r eso n ato r   d esig n   with   HFSS   s o f twar e,   in   X - ax is   b o u n d ar y   we  ap p lied   alo n g   it  th p er f ec el ec tr ic  co n d u ct o r   ( PEC),   an d   i n   Y - ax is   we  ap p lied   alo n g   it  th p er f ec m a g n etic   co n d u ct o r ,   a n d   alo n g   Z - ax is   we  h av elec tr o m ag n etic  wav es  ( p o r o n a n d   two )   with   p e r p en d icu la r   s tate  to   PEC  an d   PMC ,   as  s h o w n   in   Fig u r e   4.   Fig u r 5   illu s tr ates  th tr an s m is s io n   co ef f icien t   ( S 21 )   an d   r ef lectio n   co ef f ic ien t ( S 11 )   o f   th h e x ag o n al - s h ap ed   r eso n ato r   as a   f u n c tio n   o f   f r eq u e n cy .   T h Nico ls o n   r o s s   weir   ( N R W )   m eth o d   is   em p lo y ed   to   d eter m in if   m etam ater ial  ch ar ac ter is tics   ar p r esen in   th p r o p o s ed   h ex a g o n al  r eso n at o r s .   T h is   tech n i q u ex tr ac ts   th k e y   p ar am et e r s   th at  d ef in th e   b eh av io r   o f   th m etam ater ial   ( MT M) ,   s u ch   as  p er m ea b ilit y ,   p er m itti v ity ,   a n d   r e f r ac tiv e   in d ex .   T h NR W   m eth o d   u tili ze s   s p ec if ic  eq u atio n s   to   ca lcu late  th ese  p ar a m eter s   [ 2 1 ] - [ 2 7 ] :     V 1 =s 21 +s 11   ( 1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       E n g r a ve d   h ex a g o n a meta ma t eria ls   r e s o n a to r s   a n ten n a   fo r   b io - imp la n ta b le   …  ( B elkh eir S a fa a )   207   V 2 =s 21 - s 11   ( 2 )     = 2 ( 0   ) ( 1 2 ) ( 1 + 2 )   ( 3 )     = 2 ( 0   ) ( 1 1 ) ( 1 + 1 )   ( 4 )     n   ×   ( 5 )     w h er e:     S 11 , S 21   t h S - p ar am eter s   co ef f icien t ( r ef lex io n   an d   t r an s m is s io n ) .     E f f ec tiv elec tr o m ag n etic  p r o p er ties εe f f   an d   μ ef f   r ep r esen th ef f ec tiv p er m itti v ity   a n d   p er m ea b ilit y ,   r esp ec tiv ely ,   d er iv e d   f r o m   S - p ar am eter   an aly s is .     T h wav n u m b er   i n   f r ee   s p a ce   is   d en o ted   as  K 0   ( K 0 = ) ,   wh er C   s tan d s   f o r   th s p ee d   o f   lig h in   f r ee   s p ac ( 3 ×1 0 8   m /s )   an d   ω 0   r ep r esen ts   th an g u lar   f r eq u e n cy .     d : T h th ick n ess   o f   th s u b s tr a te.   W co n f ir m ed   th p r esen ce   o f   th MT ef f ec t in   h e x ag o n al  r eso n ato r s ,   an d   o b tain e d   th ef f ec tiv p ar am eter s   illu s tr ated   in   Fig u r 6 .   T h ese  in clu d th r ea an d   im ag i n ar y   p ar ts   o f   p er m itti v ity   in   Fig u r 6 ( a) ,   p er m ea b ilit y   in   Fig u r 6 ( b ) ,   a n d   r e f r ac tiv i n d ex   in   Fig u r 6 ( c) .             Fig u r 4 .   Pro p o s ed   u n it c ell  m etam ater ial     Fig u r 5 .   Dis p lay s   th p a r am e ter s   S 11   an d   S 21           ( a)     ( b )       ( c)     Fig u r 6 .   E f f ec tiv p a r am eter s   m etam ater ial :   ( a)   p er m itti v ity ,   ( b )   p er m ea b ilit y ,   a n d   ( c)   r ef r ac tiv in d ex     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 8 ,   No .   1 Ap r il   20 2 5 :   2 0 4 - 2 1 4   208   4.   ANT E NNA  W I T H   F O UR  H E XAG O NA L   RE SO NATO RS   T h co n v en tio n al  a n ten n is   co n s tr u cted   u s in g   R o g er s   R O3 2 1 0   s u b s tr ate,   wh ich   h as  r elativ p er m itti v ity   o f    =1 0 . 2   an d   th ick n ess   o f   h =0 . 6 3 5   m m .   It   co n s is ts   o f   f ir s lay er   with   a   p atch   r ad iato r   an d   f o u r   MT M   h ex a g o n al - s h a p ed   r eso n ato r s ,   alo n g   with   g r o u n d   an d   s ec o n d   s u p er s tr ate  la y er .   T h e   an ten n is   co n n ec ted   b y   co ax ial  ca b le  with   s h o r tin g   p in   th at  m ea s u r es  0 . 1 4   m m   an d   0 . 0 3 8   m m ,   r esp ec tiv ely ,   an d   is   in ten d ed   t o   f u n ctio n   at   an   im p ed an ce   o f   5 0   o h m s .   T h e   an ten n a’ s   o v er all  m ea s u r em en ts ,   as   s h o wn   in   F ig u r 7 ,   ar 7 ×7 ×1 . 2 7   m m 3 ,   an d   its   r eso n an ce   f r e q u en c y   is   2 . 4 5   GHz .   v is u al  r ep r esen tatio n   o f   th s u g g ested   m etam ater ial  an ten n ca n   b f o u n d   in   Fig u r 7 ( a) ,   wh ile  Fig u r 7 ( b )   d is p lay s   s id v iew  o f   th d ev elo p ed   an ten n m etam ater ial  s tr u ct u r e , with   th f o llo win g   p a r am eter   v alu es:  W g =7   m m ,   L g = 7   m m ,   L p =5   m m ,     b =0 . 5   m m ,   an d   c= 0 . 2   mm.           ( a)   ( b )     Fig u r 7 .   T h p r o p o s ed   m eta m ater ial  an ten n ( a ) ,   ( b )   s id v iew ed       5.   SI M UL A T I O A NT E NNA   M E T A M AT E R I AL   I F RE E   SPAC E   Fig u r e   8   illu s tr ates  th co m p ar is o n   o f   th r ef lectio n   co e f f icien o f   th s u g g ested   an ten n in   f r ee   s p ac b o th   with   an d   with o u t   th in co r p o r atio n   o f   th f o u r   h ex ag o n al - s h ap ed   m etam ater i al.   T h s im u latio n   was  co n d u cted   u s in g   two   s o f twar ap p licatio n s ,   HFSS   an d   C ST.   T h r esu lts   s h o r etu r n   lo s s   v alu o f   ap p r o x im ately   - 2 6 . 7   d B   an d   - 2 8 . 4 7   d B   with o u th m etam a ter ial  in   HFSS   an d   C ST,   r esp ec tiv ely .   W h en   th e   f o u r   co m p lem en tar y   m etam ater ials   ar ad d ed   to   th p atch ,   t h s im u latio n   in d icate s   a   r etu r n   lo s s   o f   - 4 0 . 5 5   d B   in   HFSS   an d   - 3 1 . 1   d B   in   C ST,   ex h ib itin g   o p tim al  r et u r n   l o s s   at  th d esire d   f r eq u en cy   with in   th I SM  b an d .   Pre s en ted   in   T ab l 2   t h v ar i o u s   v alu es with   - 1 0   d B   b an d wid th   in   o p e n   s p ac e.   Fig u r 9   p r esen ts   co m p a r is o n   o f   th f a r   f ield   g ain   p atter n s   at  2 . 4 5   GHz ,   s h o win g   t h e   an ten n a’ s   p er f o r m an ce   b o th   with   an d   with o u th e   ad d itio n   o f   f o u r   MT ( m etam ater ial)   r eso n ato r s   in   an   o p en   e n v ir o n m en t.  T h co m p ar is o n   in clu d es  s im u latio n s   f o r   th E - p lan ( wh er φ  0 °)   an d   th H - p lan   ( wh er φ  9 0 °).   T h ese  s im u latio n s   wer ca r r ied   o u u s in g   t wo   d if f er en elec tr o m a g n etic  s im u latio n   s o f twar e   p ac k ag es: HFSS   an d   C ST.           Fig u r 8 .   S - p a r am eter s   in   f r ee   s p ac with   f r eq u e n cy   at  2 . 4 5   GHz       T ab le   2 .   T he   b an d with   v alu es     H F S S   ( M H z )   C S T   ( M H z )   W i t h o u t   4   mt m   8 4 . 3   1 2 0 . 7   W i t h   4   m t m   2 4 4 . 3   2 8 0 . 2 3   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       E n g r a ve d   h ex a g o n a meta ma t eria ls   r e s o n a to r s   a n ten n a   fo r   b io - imp la n ta b le   …  ( B elkh eir S a fa a )   209   As  s ee n   in   F ig u r e s   9 ( a)   a n d   ( b ) ,   th s u g g ested   an te n n s h o ws  g ain   o f   r o u g h l y   - 2 9 . 3   d B   at  a   f r eq u e n cy   o f   2 . 4 5   GHz   in   th e   two   s tim u lato r s   wh en   t h f o u r   h e x ag o n al  r eso n ato r s   ar n o p r esen t t h 2 . 4 5   GHz   s im u latio n   r esu lts   s h o p ea k   g ain   v al u es  o f   - 2 2 . 6   d B   f o r   th ad d itio n   f o u r   MT d esig n   in   HFSS ,   a s   s ee n   in   Fig u r 9 ( c) ,   a n d   - 2 3 . 6   d B   in   C ST,   as sh o wn   in   Fig u r 9 ( d ) .           ( a)     ( b )         ( c )   ( d )     Fig u r 9 .   HFSS   an d   C ST  s o f twar ar u s ed   to   c o m p a r th r ad iatio n   p atter n   at  2 . 4 5   GHz   in   o p en   s p ac e:  Fo u r   MT r eso n ato r s   ar ex cl u d ed   in :   ( a) - ( b )   as o p p o s ed   to   f o u r   h ex ag o n al - s h ap e d   r eso n at o r s   th at  ar in clu d ed   in   ( c) - ( d )       6.   SI M UL A T I O O F   AN T E N NAS  I S I NG L E - L A YE A ND  T H RE E - L AYER  T I SS U E   M O D E L S   As  s h o wn   in   Fig u r 1 0 ,   we  u s ed   two   m o d els  to   s im u late  th s u g g ested   m etam ater ial  an te n n in   th e   s ec o n d   p h ase: a   s in g le - lay e r   tis s u an d   th r ee - lay e r   tis s u s t r u ctu r e.   Fig u r 1 0 ( a)   illu s tr ate s   th p o s itio n in g   o f   th m etam ater ial  an ten n o n   t h s k in   m o d el s   to p   lay er .   Fig u r 1 0 ( b )   g iv es  th th r ee - la y er   m o d el s   p r ec is m ea s u r em en ts .   T h tis s u ch a r ac ter is tics   o f   s k in   ( εr   3 8 ,   σ   1 . 4 4   S/m) ,   f at  ( ε r   5 . 2 8 ,   σ   =   0 . 2   S/m) ,   an d   m u s cle  ( εr   5 2 . 7 ,   σ   1 . 7 4   S/ m )   wer u s ed   f o r   th e   s im u latio n   at  2 . 4 5   GHz   [ 2 1 ] .         ( a)       ( b )     Fig u r e   10 .   B o th   ( a)   s in g le - la y er   an d   ( b )   th r ee - lay er   tis s u ar u s ed   in   th a n ten n a       Fig u r 1 1   p r esen ts   r ef lectio n   c o ef f icien s im u latio n s   f o r   th p r o p o s ed   an ten n a   with   MT h ex ag o n al  s h ap e:     Fig u r e   1 1 ( a )   o ne - lay er   tis s u m o d el:     C ST  s im u latio n - 2 7 . 2 9   d B   r etu r n   lo s s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 8 ,   No .   1 Ap r il   20 2 5 :   2 0 4 - 2 1 4   210     HFSS   s im u latio n - 3 2 . 8 1   d B   r etu r n   lo s s     Fig u r e   1 1 ( b )   t h r ee - lay er   tis s u m o d el:     C ST  s im u latio n - 1 3 . 6   d B   r etu r n   lo s s     HFSS   s im u latio n - 1 9 . 1 2   d B   r etu r n   lo s s   T ab le  3   p r esen t’ s   an ten n m etam ater ial  v alu es  with   - 1 0   d B   b an d wid th ,   co m p ar i n g   s in g le - lay er   ( s k in   o n ly )   an d   th r ee - lay e r   ( s k in ,   f at,   an d   m u s cle)   h u m an   tis s u m o d els.   I n   Fig u r e   1 2   illu s tr ates  th r ad iatio n   ga in     f o r   b o t h   th E   an d   p lan es  in   s in g le - lay e r   an d   t h r ee - lay er   tis s u m o d els ,   Fig u r 1 2   illu s t r ates  th b id ir ec tio n al  p atter n   o f   f ar   f ield   g ain   at  2 . 4 5   GHz   t h h ig h est  ac h iev e d   g ain s   ar a p p r o x im ately   - 2 0 . 3 2   d B   HFSS   an d   - 1 8 . 9   d B   C ST   f o r   s in g le   lay er ,   as  s h o wn   i n   Fig u r es  1 2 ( a)   an d   1 2 ( b )   r esp ec tiv ely .   I n   th th r ee - lay er   s etu p ,   th h ig h est  g ain s   ar r ec o r d ed   as  - 2 7 . 3 3   d B   in   HFSS   an d     - 2 1 . 1   d B   in   C ST,   s h o wn   in   Fi g u r es 1 2 ( c)   an d   1 2 ( d )   c o r r esp o n d in g l y .           ( a)   ( b )     Fig u r e   1 1 .   S - p ar am eter s   ( a )   o n lay er s   tis s u es   an d   ( b )   th r ee   l ay er s   tis s u es       T ab le  3 .   T h b an d with   v alu e     H F S S   ( M H z )   C S T   ( M H z ) -   O n e - l a y e r   m o d e l   ( M H z )   1 7 0 . 4   1 6 0 . 4 5   3 - l a y e r s   mo d e l s ( M H Z)   1 1 1 . 5   1 0 5 . 8 3           ( a)     ( b )         ( c )   ( d )     Fig u r e   1 2 .   R ad iatio n   g ain   p atter n s   at  2 . 4 5   GHz : ( a) - ( b )   s in g l e - lay er   tis s u m o d el:  E   an d   p lan es  "   ( c) - ( d )   t h r ee - la y er   tis s u m o d e l: E   an d   p lan es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       E n g r a ve d   h ex a g o n a meta ma t eria ls   r e s o n a to r s   a n ten n a   fo r   b io - imp la n ta b le   …  ( B elkh eir S a fa a )   211   7.   B I O CO M P AT I B I L I T A N S P E C I F I C   A B SO RP T I O RAT E   T o   en s u r e   p atien s af ety ,   m a n y   im p lan ta b le  m ed ical  d ev ic es,  s u ch   as  an ten n as,  n ee d   to   b co ated   with   b io co m p atib le  m ater ials .   I f   an   im p lan ted   an ten n co m es  in   d ir ec co n tact  with   m etalliza tio n   d u to   co n d u ctiv e   h u m an   tis s u es,  s h o r cir cu it  c an   o cc u r   [ 2 8 ] [ 2 9 ] .   T h e r ef o r e,   it  is   cr u cial  t o   u s b io co m p atib le  m ater ials   lik Z ir co n ia  (  2 )   an d   C er am ic  Alu m in (  2 O3 ) .   T h s en s itiv ity   o f   h u m an   tis s u es  ca n   b e   ev alu ated   b y   m ea s u r in g   th e   elec tr o m ag n etic  r ad iatio n   ab s o r b ed   b y   a   u n it   m ass   o f   th es tis s u es,  with   th m ax im u m   ac ce p ta b le  lim its   s e at  SAR 1 g 1 . 6   W /Kg   in   th I E E E   C 9 5 . 1 - 1 9 9 9   s tan d ar d   a n d   SAR 1 0 g 2   W /Kg   in   th I E E E   C 9 5 . 1 - 2 0 0 5   s tan d ar d   [ 3 0 ] .   T h SAR   ca n   b ca l c u lated   u s in g   s p ec if ic  f o r m u las  [ 3 1 ] ,   [ 3 2 ] .     SA R= | |   ( 6 )     W er e :     ρ  th e   d en s ity   o f   h u m an   tis s u i n   k ilo g r a m s   p er   cu b ic  m eter   ( k g /m ³) .     σ  th e   co n d u ctiv ity   o f   th h u m an   tis s u e.     t h elec tr ic  f ield   ( V/m ) .   T h SAR   v alu i s   ca lcu lated   i n   HFSS   with   r ef er en ce   p o wer   eq u al  to   1   W   an d   in   C ST  w it h   0 . 5   W   in   o n lay er   tis s u ( s k in )   at  f r e q u en cy   2 . 4 5   GHz   u s in g   an te n n with   en g r av e d   MT h ex ag o n al  r eso n at o r   p r esen ted   in   T a b le  4 .   T h Fig u r 1 3   s h o ws  th d is tr ib u tio n   o f   SAR   f o r   MT h ex ag o n al  r eso n at o r   in   s k in   la y er   o b tain ed   f r o m   HFSS   an d   C ST,   r esp ec tiv ely .   I n   Fig u r 1 3 ( a) ,   s im u l atio n   o f   th a n ten n a s   im p ac o n   s k in   tis s u u s in g   HFSS   s h o ws  r ef er en ce   p o wer   o f   1   watt  p e r   1 g   tis s u m ass ,   r esu ltin g   in   a   v al u e   o f   4 8 9 . 8 7   W /k g .     Fig u r e   1 3 ( b )   d is p lay s   SAR   s im u latio n   with   th s am p o wer   lev el  b u with   1 0 g   tis s u m a s s ,   y i eld in g   v alu o f   5 3 . 7 3 8   W /k g .   W h ile  F ig u r e   1 3 ( c )   r e p r esen ts   s im u latio n s   u s in g   C ST,   with   r ef er en ce   p o wer   o f   0 . 5   watts  in   1 g   tis s u m ass   r esu ltin g   in   8 . 1 1   W /k g ,   w h en ,   in   Fig u r 1 3 ( d )   with   a   1 0   g   tis s u m ass ,   th v alu is   3 . 4 9   W /k g ,   as we   h av s e en   in   T ab le  4 .       T ab le  4 .   R esu lts   SAR   in   1   g   an d   1 0   g   o f   o n tis s u ( s k in )   in   C ST  an d   HFSS     C S T   ( 0 . 5   W)   H F S S   (1   W)   M a ss e   o f   t i ssu e s   1   g - A v r g   10   g - A v r g   1   g - A v r g   10   g - A v r g   I n   t h i s   w o r k   8 . 1 1   3 . 4 9   4 8 9 . 8 7   5 3 . 7 3 8           ( a)     ( b )         ( c)   ( d )     Fig u r e   13 SAR   d is tr ib u tio n   in   th s k in   in   HFSS :   ( a) - ( b ) 1   g - 10   g   an d   C ST  ( c) - ( d )   1   g - 10   g       T h SAR   v alu es  o b tain ed   in   T ab le  4   an d   F ig u r e   1 3   ar e   u n ac ce p tab le  an d   h ar m f u to   h u m an   tis s u es,  we  ad ju s ted   th r ef er en ce   p o wer   lev el  in   o r d er   to   m ain tain   tis s u in teg r ity .   T o   ac h iev s tan d ar d ized   r esu lts ,   d if f er en p o wer   in p u ts   wer u s ed   f o r   HFSS   an d   C ST  s im u l atio n s ,   as  s h o wn   in   Fig u r 1 4 .   HFSS   s im u l atio n s   u s ed   3   m W   in p u t,  wh ile  C ST  s im u latio n s   u s ed   2   m W .   T h r esu ltin g   SAR   d is tr ib u tio n s   wer as f o llo ws:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In d o n esian   J   E lec   E n g   &   C o m p   Sci Vo l.  3 8 ,   No .   1 Ap r il   20 2 5 :   2 0 4 - 2 1 4   212     Fo r   HFSS   ( 3   m W   r ef er en ce   p o wer )     1   g   tis s u m ass : 1 . 4 6   W /k g   F ig u r e1 4 ( a) .     10   g   tis s u m ass : 0 . 1 6   W /k g   F ig u r e1 4 ( b ) .     Fo r   C ST  ( 2   m W   r ef er en ce   p o wer )     1   g   tis s u m ass : 1 . 2   W /k g   F ig u r e1 4 ( c) .     10   g   tis s u m ass : 0 . 3 4   W /k g   F ig u r e 14 ( d) .           ( a)     ( b )         ( c )   ( d )     Fig u r e   14 .   SAR   d is tr ib u tio n   in   th s k in   in   HFSS :   ( a) - ( b ) 1   g - 10   g   an d   C ST  ( c) - ( d )   1   g - 10   g       8.   DIS CU SS I O N   T h is   s tu d y   in v esti g ated   th e f f ec ts   o f   in teg r atin g   b io c o m p atib le  an ten n as  with   m etam ater ials   f o r   im p lan tab le  m e d ical  d e v ices,  wh ile   ea r lier   r esear c h ,   s u c h   as   th wo r k   b y   Sh ah   an d   Yo o   [ 2 0 ] ,   e x p lo r e d   th e   u s o f   s ca lp - im p lan tab le  an ten n a s   f o r   m o n ito r in g   in tr a cr an ial   p r ess u r e,   th ese  s tu d ies  p r im ar ily   f o cu s ed   o n   co n v en tio n al  an ten n d esig n s   with o u ad d r ess in g   th e   p o ten tial  b en ef its   o f   m etam a ter ial  in teg r atio n ,   s p ec if ically   f o cu s in g   o n   th ei r   p er f o r m an ce   in   h u m an   tis s u en v ir o n m e n ts .   Similar ly ,   s u ch   as  th e   wo r k   b y   Sin g h   an d   Kau r   [ 2 6 ] ,   e x p lo r ed   th d esig n   an d   test in g   o f   s m all  f o o tp r in b io c o m p a tib le  an ten n as  f o r   im p lan tab le  d ev ices  th r o u g h   in - s ilico n ,   in - v itro ,   an d   ex - v i v o   test in g ,   th ey   d id   n o e x p l icitly   ad d r ess   th e   p o ten tial  ad v an ta g es  o f   u s in g   m etam ater ials   to   en h an ce   an ten n ef f icien c y   an d   s af et y .   Sp ec if ically ,   th e   im p ac o f   m etam ater ials   o n   im p r o v i n g   r a d iatio n   p er f o r m an ce   an d   r ed u cin g   SAR   in   co m p lex   tis s u e   en v ir o n m en ts ,   s u ch   as  m u lti - l ay er ed   h u m a n   tis s u es  ( s k in ,   f at,   an d   m u s cle) ,   r em ain s   u n d e r ex p lo r e d .   T h is   g ap   in   th r esear c h   h i g h lig h ts   th e   n ee d   to   in v esti g ate  h o m eta m ater ials   ca n   o p tim ize   an ten n p er f o r m an ce   wh ile   en s u r in g   b i o co m p atib ilit y   an d   s af ety   f o r   lo n g - ter m   m ed ical  a p p licatio n s .   W f o u n d   th at  th e   in teg r at io n   o f   m etam ater ials   with   th an ten n a   co r r elate s   with   en h an ce d   p er f o r m an ce   in   ter m s   o f   g ain   an d   b an d wid th   ( m en tio n ed   in   F ig u r 9   an d   T ab le   2 ) .   T h p r o p o s e d   m etam ater ial - b ased   an te n n a   ex h ib ited   s ig n if ican tl y   h i g h er   g ain   a n d   b r o ad er   b an d wid th   co m p ar ed   to   co n v en tio n al  an ten n as.  T h e   v ar iatio n s   in   o u tco m es,   en c o m p ass in g   p r im ar y   b ea m   s tr en g t h ,   o r ie n tatio n ,   a n d   b r ea d th ,   ca n   b attr i b u ted   t o   th d is tin ct  alg o r ith m ic  a p p r o ac h es  u tili ze d   b y   HFSS   an d   C ST  s o f twar p ac k ag es.  HFSS   em p lo y s   th FEM ,   o r   f in ite  elem en m eth o d ,   wh ich   is   g en er ally   co n s id er ed   m o r p r ec is f o r   an ten n an al y s is .   I n   co n tr ast,  C ST  im p lem en ts   th f in ite  in teg r atio n   tech n iq u ( FIT ) .   I n   p r ev io u s   s tu d ies,  an ten n as   s im u lated   in   h u m a n   tis s u t y p ically   s h o wed   lo wer   m ax i m u m   g ai n   co m p ar ed   to   f r ee   s p ac s im u l atio n s .   T h is   r ed u ctio n   was  attr ib u ted   t o   th e   an ten n a s   s m all  s ize  r elativ to   th e   h u m an   b o d y   an d   lo s s es  to   th e   s u r r o u n d in g   e n v ir o n m en t.   H o wev er ,   t h p r o p o s ed   a n ten n a   m ain tain s   its   g ain   lev el  ev en   in   tis s u ( F ig u r 1 2 ) ,   wh ich   is   k e y   ac h iev em e n o f   th is   s tu d y ,   d em o n s tr atin g   its   r esil ien ce   to   en v ir o n m en tal  ch an g es.   T o   e n s u r p atien s af ety   in   r ea l - w o r ld   ap p licatio n s ,   we  co n d u ct ed   s im u latio n s   th SAR   f o r   o u r   in n o v ativ im p la n tab le  an ten n a,   b ased   o n   1 - g r am   tis s u av er ag e.   W h en   s u p p lied   with   1   watt  o f   in p u t p o wer ,   th p ea k   SAR   v alu es a r co m p u ted ,   wh ile  e lev ated ,   r em ain   b elo th o s r ep o r ted   f o r   co m p ar ab le   d ev ices  in   s tu d ies  [ 2 0 ] [ 2 1 ] .   Ho wev er ,   to   co m p ly   with   t h SAR   lim it s   o u tlin ed   in   I E E E   C 9 5 . 1 1 9 9 9 ,     it s   n ec ess ar y   to   r ed u ce   t h an ten n a s   o p er atin g   p o wer   to   an   ap p r o p r iate   lev el.   T h e   r e s ea r ch   f o c u s ed   o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:   2 5 0 2 - 4 7 52       E n g r a ve d   h ex a g o n a meta ma t eria ls   r e s o n a to r s   a n ten n a   fo r   b io - imp la n ta b le   …  ( B elkh eir S a fa a )   213   d ev elo p in g   an   im p lan tab le  a n ten n u s in g   m etam ater ials ,   an d   th g ain s   r esu lted   en h a n ce   th an ten n i n     th r ee   p ar ts :     Sig n if ican tly   en h a n ce d   an te n n p er f o r m an ce   a n d   d ec r ea s th s ize.     Ma in tain ed   ef f ec tiv e n ess   d esp ite  en v ir o n m e n tal  ch an g es.     Min im ized   im p ac t o n   s u r r o u n d in g   h u m an   tis s u e.   T h ese  o u tco m es  d ir ec tly   ad d r ess ed   th p r im ar y   o b jectiv es  o f   th p ap e r ,   u ltima tely   lead i n g   to   th s u cc ess f u d esig n   o f   a n   im p la n tab le  an ten n with   im p r o v ed   ch ar ac ter is tics .   T h in teg r ati o n   o f   m etam ater ials   in   an ten n d esi g n   r e p r esen ts   s ig n if ican ad v a n ce m en in   b i o m ed ical  ap p licatio n s .   O u r   f in d in g s   d em o n s tr ate   th at  th ese  an ten n as  n o o n ly   o p er ate   s af ely   with in   h u m a n   tis s u es  b u also   ef f ec tiv el y   lo wer   SAR   lev els,  en h an cin g   th eir   s u itab ilit y   f o r   th er ap eu tic  p u r p o s es wh ile  m in im izin g   r is k s   ass o ciate d   with   en er g y   ab s o r p tio n .       9.   CO NCLU SI O N   T h is   ar ticle  d escr ib es  an   an ten n d esig n   f ea tu r ed   f o u r   h e x ag o n al - s h ap e d   r eso n ato r s   o n   th u p p er   s u r f ac o f   p atch   f o r   b i o m ed ical  telem etr y .   T h an te n n w as  s im u lated   in   f r ee   s p ac u s i n g   HFSS   an d   C ST   s o f twar e,   r esu lted   in   m aj o r   e n h an ce m e n t   in   p er f o r m an ce s   a r eso n a n ce   f r e q u en c y   o f   2 . 4 5   GHz   with   h ig h   b an d wid th   o f   2 4 4 . 8   MH z.   Ad d itio n ally ,   s im u latio n s   we r co n d u cted   i n   v ar i o u s   tis s u es  ( s k in ,   f at,   an d   m u s cles)   to   ass ess   th an ten n a s   im p ac t,   with   SAR   v alu es  f o u n d   to   b with in   ac c ep tab le  li m its   as  o u tlin ed   b y   I E E E   C 9 5 . 1 :1 9 9 9 .   T h co m p ac s ize  an d   en h an ce d   p er f o r m an ce   o f   th an ten n m ak i s u itab le  f o r   u s in   im p lan tab le  m ed ical  d ev ices.  Fu r th er   r esear ch   co u ld   ex p l o r th ef f ec ts   o f   im p lan tin g   th e   an ten n in   d if f er en t   lo ca tio n s   with in   h u m an   b o d y   m o d el  to   e n s u r co m p lian ce   with   s af ety   s tan d ar d s   f o r   wir eless   m ed ical   d ev ices.       ACK NO WL E DG E M E NT S   T h is   wo r k   is   s u p p o r ted   b y   I n f o r m atio n   Pr o ce s s in g   an d   T elec o m m u n icatio n   L a b o r ato r y   L T I T Fin ally ,   th e   au th o r s   o f   th is   wo r k   th an k   th e   an o n y m o u s   r ev ie wer s   f o r   th ei r   ca r ef u r ea d in g   an d   th eir   in s ig h tf u l   co m m en ts   an d   s u g g esti o n .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   S .   M .   A .   S h a h ,   M .   Za d a ,   J .   N a s i r ,   O .   O w a i s,  A .   I q b a l ,   a n d   H .   Y o o ,   M i n i a t u r i z e d   f o u r - p o r t   M I M O   I mp l a n t a b l e   a n t e n n a   f o r   h i g h - d a t a - r a t e   w i r e l e ss - c a p s u l e - e n d o s c o p y   a p p l i c a t i o n s ,   I EEE   T r a n s a c t i o n o n   A n t e n n a a n d   P ro p a g a t i o n ,   v o l .   7 1 ,   n o .   4 ,     p p .   3 1 2 3 3 1 3 3 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA P . 2 0 2 3 . 3 2 4 3 9 8 4 .   [ 2 ]   G .   W a n g ,   X .   X u a n ,   D .   J i a n g ,   K .   Li ,   a n d   W .   W a n g ,   A   m i n i a t u r i z e d   i m p l a n t a b l e   a n t e n n a   se n so r   f o r   w i r e l e ss  c a p s u l e   e n d o s c o p y   sy st e m,   AEU   -   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r o n i c s   a n d   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 4 3 ,   p .   1 5 4 0 2 2 ,   Ja n .   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e u e . 2 0 2 1 . 1 5 4 0 2 2 .   [ 3 ]   M .   W a n g   e t   a l . B r o a d b a n d   i mp l a n t a b l e   a n t e n n a   f o r   w i r e l e ss p o w e r   t r a n sf e r   i n   c a r d i a c   p a c e ma k e r   a p p l i c a t i o n s,   I EEE  J o u rn a l   o f   El e c t r o m a g n e t i c s ,   R a n d   Mi c ro w a v e s i n   M e d i c i n e   a n d   Bi o l o g y ,   v o l .   5 ,   n o .   1 ,   p p .   2 8 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JE R M . 2 0 2 0 . 2 9 9 9 2 0 5 .   [ 4 ]   C .   Li u ,   Y . - X .   G u o ,   a n d   S .   X i a o ,   C a p a c i t i v e l y   l o a d e d   c i r c u l a r l y   p o l a r i z e d   i m p l a n t a b l e   p a t c h   a n t e n n a   f o r   I S M   b a n d   b i o me d i c a l   a p p l i c a t i o n s ,   I EEE  T r a n sa c t i o n s   o n   A n t e n n a s   a n d   Pr o p a g a t i o n ,   v o l .   6 2 ,   n o .   5 ,   p p .   2 4 0 7 2 4 1 7 ,   2 0 1 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA P . 2 0 1 4 . 2 3 0 7 3 4 1 .   [ 5 ]   A .   K i o u r t i ,   J .   R .   C o st a ,   C .   A .   F e r n a n d e s,  A .   G .   S a n t i a g o ,   a n d   K .   S .   N i k i t a ,   M i n i a t u r e   i mp l a n t a b l e   a n t e n n a f o r   b i o me d i c a l   t e l e me t r y :   f r o si m u l a t i o n   t o   r e a l i z a t i o n ,   I EEE  T r a n sa c t i o n o n   B i o m e d i c a l   En g i n e e ri n g ,   v o l .   5 9 ,   n o .   1 1 ,   p p .   3 1 4 0 3 1 4 7 ,     N o v .   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TB M E . 2 0 1 2 . 2 2 0 2 6 5 9 .   [ 6 ]   Li - Ji e   X u ,   Y o n g - X i n   G u o ,   a n d   W e n   W u ,   M i n i a t u r i z e d   d u a l - b a n d   a n t e n n a   f o r   i m p l a n t a b l e   w i r e l e ss   c o m m u n i c a t i o n s,     I EEE  A n t e n n a a n d   W i r e l e ss P ro p a g a t i o n   L e t t e rs ,   v o l .   1 3 ,   p p .   1 1 6 0 1 1 6 3 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / LA W P . 2 0 1 4 . 2 3 2 9 9 3 7 .   [ 7 ]   L. - J.  X u ,   Y . - X .   G u o ,   a n d   W .   W u ,   B a n d w i d t h   e n h a n c e m e n t   o f   a n   i mp l a n t a b l e   a n t e n n a ,   I EE A n t e n n a a n d   W i rel e ss   Pro p a g a t i o n   L e t t e rs ,   v o l .   1 4 ,   p p .   1 5 1 0 1 5 1 3 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / LA W P . 2 0 1 4 . 2 3 7 4 2 1 7 .   [ 8 ]   A .   K i o u r t i   a n d   K .   S .   N i k i t a ,   M i n i a t u r e   s c a l p - i m p l a n t a b l e   a n t e n n a f o r   t e l e me t r y   i n   t h e   M I C S   a n d   I S M   b a n d s:   d e si g n ,   s a f e t y   c o n si d e r a t i o n a n d   l i n k   b u d g e t   a n a l y s i s ,   I E EE  T r a n s a c t i o n o n   An t e n n a a n d   Pr o p a g a t i o n ,   v o l .   6 0 ,   n o .   8 ,   p p .   3 5 6 8 3 5 7 5 ,     A u g .   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA P . 2 0 1 2 . 2 2 0 1 0 7 8 .   [ 9 ]   R .   W a t e r h o u s e ,   S m a l l   mi c r o s t r i p   p a t c h   a n t e n n a ,   E l e c t r o n i c L e t t e rs ,   v o l .   3 1 ,   n o .   8 ,   p p .   6 0 4 6 0 5 ,   1 9 9 5 ,     d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / e l : 1 9 9 5 0 4 2 6 .   [ 1 0 ]   C .   Li u ,   Y . - X .   G u o ,   H .   S u n ,   a n d   S .   X i a o ,   D e si g n   a n d   s a f e t y   c o n s i d e r a t i o n s   o f   a n   i mp l a n t a b l e   r e c t e n n a   f o r   f a r - f i e l d   w i r e l e ss   p o w e r   t r a n sf e r ,   I EE T ra n sa c t i o n o n   An t e n n a a n d   Pro p a g a t i o n ,   v o l .   6 2 ,   n o .   1 1 ,   p p .   5 7 9 8 5 8 0 6 ,   N o v .   2 0 1 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA P . 2 0 1 4 . 2 3 5 2 3 6 3 .   [ 1 1 ]   J.  K i m   a n d   Y .   R a h ma t - S a m i i ,   I mp l a n t e d   a n t e n n a s   i n si d e   a   h u m a n   b o d y :   s i mu l a t i o n s,   d e si g n s,   a n d   c h a r a c t e r i z a t i o n s,   I EE T ra n s a c t i o n o n   M i c r o w a v e   T h e o ry   a n d   T e c h n i q u e s ,   v o l .   5 2 ,   n o .   8 ,   p p .   1 9 3 4 1 9 4 3 ,   2 0 0 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TM TT. 2 0 0 4 . 8 3 2 0 1 8 .   [ 1 2 ]   T.   A l i   a n d   R .   C .   B i r a d a r ,   A   c o m p a c t   mu l t i b a n d   a n t e n n a   u si n g   λ   / 4   r e c t a n g u l a r   st u b   l o a d e d   w i t h   m e t a ma t e r i a l   f o r   I EEE  8 0 2 . 1 1 N   a n d   I EEE  8 0 2 . 1 6 E,   M i c r o w a v e   a n d   O p t i c a l   T e c h n o l o g y   L e t t e rs ,   v o l .   5 9 ,   n o .   5 ,   p p .   1 0 0 0 1 0 0 6 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / m o p . 3 0 4 5 4 .   [ 1 3 ]   J.  P .   B a r r e t t   a n d   S .   A .   C u mm e r ,   D e si g n   a n d   f u l l   c h a r a c t e r i z a t i o n   o f   p l a n a r   a c t i v e   m a g n e t i c   R F   m e t a m a t e r i a l s,   I EE A n t e n n a s   a n d   Wi r e l e ss Pr o p a g a t i o n   L e t t e rs ,   v o l .   1 4 ,   p p .   9 4 3 9 4 6 ,   D e c .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / LA W P . 2 0 1 4 . 2 3 8 8 4 3 1 .   [ 1 4 ]   K .   B e c h a r e f ,   K .   N o u r i ,   H .   K a n d o u c i ,   B .   S .   B o u a z z a ,   M .   D a m o u ,   a n d   T .   H .   C .   B o u a z z a ,   D e si g n   a n d   s i mu l a t i o n   o f   a   b r o a d b a n d   b a n d p a ss  f i l t e r   b a se d   o n   c o m p l e me n t a r y   sp l i t   r i n g   r e s o n a t o r   c i r c u l a r   C S R R s,’   W i re l e ss   Pe rso n a l   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 1 1 ,     n o .   3 ,   p p .   1 3 4 1 1 3 5 4 ,   A p r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 2 7 7 - 0 1 9 - 0 6 9 1 8 - 6.   [ 1 5 ]   V .   G .   V e sel a g o ,   T h e   e l e c t r o d y n a mi c o f   s u b s t a n c e w i t h   si mu l t a n e o u s l y   n e g a t i v e   v a l u e o f   $ \ e p si l o n $   A N D   μ,     S o v i e t   Ph y si c s Us p e k h i ,   v o l .   1 0 ,   n o .   4 ,   p p .   5 0 9 5 1 4 ,   A p r .   1 9 6 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 7 0 / P U 1 9 6 8 v 0 1 0 n 0 4 A B EH 0 0 3 6 9 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.