I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 26 ,   p p .   2896 ~ 2 9 0 6   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 3 . p p 2 8 9 6 - 2 9 0 6           2896     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   H ig h - g a in anten n a  arra y s for millim etre - wa v e ener g y   ha rv esting a rchit ecture s cha lleng e s, and fu ture  dire ctions       Sh a lin M irle  G a j endra ,   Na v ee n K a lena ha lli B ho g a nn a   D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c a n d   C o mm u n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   B G S   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   A d i c h u n c h a n a g i r i   U n i v e r si t y ,   B e l l u r ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   19 2 0 2 5   R ev is ed   Feb   16 2 0 2 6   Acc ep ted   Ap r   20 2 0 2 6       Th e   ra p i d   e x p a n sio n   o f   fift h - g e n e ra ti o n   (5 G ) / six th - g e n e ra ti o n   (6 G )   n e two r k s   a n d   in tern e o t h i n g ( Io T )   e c o sy ste m h a in ten sified   t h e   n e e d   fo se lf - su sta in in g   p o we so l u ti o n to   su p p o rt   b il li o n o f   wire les d e v ice s.   M il li m e tre - wa v e   (m m Wav e e n e rg y   h a rv e sti n g   (EH)  e m e rg e a s   a   v ia b le   a lt e rn a ti v e   to   trad it io n a b a tt e ry - p o we re d   sy ste m s,  lev e ra g i n g   a m b ien ra d i o   fre q u e n c y   ( RF )   sig n a ls  t o   p r o v i d e   c o n ti n u o u s   e n e rg y   fo r   Io T ,   sm a rt  se n so r   n e two rk s,  a n d   n e x t - g e n e ra ti o n   wire les a p p li c a ti o n s.   Ho we v e r,   se v e ra c h a ll e n g e h in d e it s   wid e sp re a d   a d o p t io n ,   in c lu d i n g   h i g h   p a t h   l o s s,  lo w   RF - to - d irec c u rre n t   ( DC )   c o n v e rsio n   e fficie n c y ,   a n d   th e   trad e - o ff   b e t we e n   h ig h   g a in   a n d   wid e   b a n d wi d t h .   T h is  p a p e p re se n ts  a   c o m p re h e n siv e   re v iew   o f   h ig h - g a i n   m m Wav e   a n ten n a   a rra y s,  e x p l o ri n g   sta te - of - t h e - a rt  a d v a n c e m e n ts  in   b e a m fo rm in g   tec h n i q u e s,  p h a s e d   a rra y s,  m e tas u rfa c e - e n h a n c e d   re c ten n a s,  a n d   m u lt i - b a n d   EH   a rc h it e c tu r e s.  We  a n a ly se   e x isti n g   m e th o d o lo g ies ,   id e n ti f y in g   k e y   re se a rc h   g a p su c h   a s   sc a lab il it y   c o n stra in ts,   m a teria l   li m it a ti o n s,   a n d   re a l - wo rl d   d e p lo y m e n c h a ll e n g e s.  A d d it io n a ll y ,   we   h ig h li g h t   e m e rg in g   tren d s,  i n c lu d i n g   a rti ficia i n telli g e n c e   ( AI ) - d riv e n   a d a p ti v e   b e a m fo rm in g ,   in tell i g e n m e tas u rfa c e s ,   a n d   c o st - e ffe c ti v e   fa b rica ti o n   tec h n iq u e s,  wh ich   c a n   sig n ifi c a n tl y   imp ro v e   m m Wav e   RF   EH   e fficie n c y .   By   a d d re ss in g   t h e se   g a p s,  th is  stu d y   p ro v id e in si g h ts  in to   f u tu r e   re se a rc h   d irec ti o n fo d e v e l o p i n g   h ig h - p e rf o rm a n c e ,   sc a la b le,  a n d   c o m m e rc ially   v iab le  m m Wav e   EH   so lu ti o n s.  T h e   fin d i n g p a v e   th e   wa y   fo th e   p ra c ti c a d e p lo y m e n o f   b a tt e ry - fre e   Io d e v ice s,  sm a rt  c it y   in fra stru c tu re s,  a n d   e n e rg y - a u to n o m o u s wirele ss   c o m m u n ica ti o n   n e two rk s in   th e   6 G   e ra .   K ey w o r d s :   Ar tific ial  in tellig en ce - d r iv en   ad ap tiv b ea m f o r m i n g   B atter y - f r ee   in ter n et  o f   th in g s   d ev ices   B ea m f o r m in g   tech n iq u es   Hig h - g ain   a n ten n a r r ay s   Me tasu r f ac e - en h an ce d   r ec ten n as   m m W av en er g y   h ar v esti 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 :   Sh alin i M ir le  Gaje n d r a   Dep ar tm en t o f   E lectr o n ics  an d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r i n g ,   B GS I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   Ad ich u n ch a n ag ir i U n iv e r s ity   B ellu r ,   I n d ia   E m ail: Sh alin i_ 1 8 0 7 0 1 @ r ed if f m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   C o m m u n i c a t io n   te c h n o lo g i e s   a r e   b e i n g   r e v o l u t io n i s ed   b y   f i f th - g e n er a t i o n   ( 5 G )   a n d   s o o n - to - b s i x t h - g e n e r a t io n   ( 6 G )   w i r e l es s   n e t w o r k s ,   wh i c h   o f f e r   e x t r e m e ly   f a s d a t r a t e s ,   m in i m a l   la t e n cy ,   an d   e x t e n s iv e   c o n n e c t iv i t y .   Ap p li c a t i o n s   l i k t h e   in t e r n e o f   t h in g s   ( I o T ) ,   au g m e n te d   r ea l i t y   ( A R ) ,   v i r tu al  r e a l i t y   ( V R ) ,   s m ar t   c i t i e s ,   a n d   d r iv e r l e s s   c ar s   a r e   a l l   s u p p o r t ed   b y   t h e s e   n e t wo r k s .   I o T   d e v ic e s ,   i n   p a r t i cu l a r ,   a r e   b e c o m i n g   a n   i n t e g r a l   p a r t   o f   s m a r t   en v ir o n m en t s ,   h ea l t h c ar e ,   i n d u s t r i al   a u t o m a t i o n ,   a n d   s m a r t   a g r i c u l tu r [ 1 ] .   H o w ev e r ,   m a jo r   ch a l l en g a s s o c ia te d   w i th   t h m a s s i v d ep l o y m e n t   o f   I o T   d e v ic e s   i s   e n e r g y   s u p p l y .   S i n ce   I o T   d e v ic e s   a r e   o f t e n   d ep l o y ed   i n   r em o t o r   i n a c c e s s i b l l o c a t i o n s ,   r e ly i n g   o n   t r a d i t io n a l   b a t t er y - p o w e r ed   s o l u t io n s   i n tr o d u ce s   l i m i t a t i o n s   d u e   to   f r e q u e n t   r e ch a r g i n g ,   m a i n t en a n c e   c o s t s ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Hig h - g a in   a n ten n a   a r r a ys fo r   millimet r e - w a ve   en erg h a r ve s tin g :   a r ch itectu r es,  …  ( S h a li n i Mir le  Ga jen d r a )   2897   a n d   e n v i r o n m e n ta l   co n c e r n s .   I n   o r d e r   t o   cr e a t s e l f - s u s t a i n i n g   p o we r   s o u r c f o r   t h I o T   a n d   w ir e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k s   ( W S N s ) ,   t h i s   h a s   p r o m p t ed   r e s e ar c h   in to   a l t e r n a t e   en e r g y   s o u r c e s ,   i n c l u d i n g   w i r e l e s s   e n e r g y   h ar v e s t in g   ( E H)   t ec h n i q u e s   [ 2 ] ,   h a s   b ee n   c o n d u ct e d .   R ad i o   f r e q u e n c y   ( RF )   EH   h a s   b e co m p r o m i s i n g   t e ch n o l o g y   a m o n g   en e r g y - h ar v e s t in g   o p t io n s ,   a l l o w in g   d ev i c e s   to   a b s o r b   an d   t r an s f o r m     a m b i en t   e l ec t r o m ag n e t i ( E M)   w a v e s   i n to   e l ec t r i c a e n e r g y   t h a t   m a y   b u s ed   [ 3 ] .   T h i s   m a k e s   i t   th e   p e r f e c o p t io n   f o r   w ir e l e s s   a n d   s e lf - s u f f ic i e n t   n e t w o r k s   s i n c e   i t   d o e s   n o t   r eq u ir e   w i r ed   p o w e r   s o u r c e s   o r   f r eq u en b a t t e r y   r e p l ac e m en t s .   T r a d i t io n a l   e n er g y - h a r v e s t i n g   m e th o d s ,   s u ch   a s   s o la r ,   v i b r a t i o n ,   a n d   th e r m o e le c t r i en er g y ,   h av e   b e e n   ex p lo r ed   f o r   p o we r in g   I o T   a n d   W S N s .   Ho w e v e r ,   th e s e   m e th o d s   o f t en   s u f f e r   f r o m   in t e r m i t te n en e r g y   a v a i l ab i l i t y ,   d ep e n d i n g   o n   e n v i r o n m en t a l   co n d i t i o n s   [ 4 ] .   R F EH ,   o n   th e   o th er   h an d ,   o f f e r s   a   c o n t i n u o u s   a n d   o m n ip r e s en t   s o u r ce   o f   en e r g y   b y   c ap t u r i n g   EM   s i g n a l s   f r o m   v a r io u s   s o u r ce s ,   s u ch   a s   W i - F i ,   c e l l u l a r   n e t w o r k s ,   s a t e l l i t e   tr a n s m i s s io n s ,   a n d   d e d i ca t e d   R F   p o wer   b ea c o n s   [ 5 ] .   A d v an t a g e s   o f   R F EH   o v e r   o t h e r   e n e r g y   s o u r c e s .   A v a i la b i l i ty :   u n l ik e   s o la r   o r   t h er m o e l e c tr i e n er g y ,   wh i ch   d e p en d s   o n   ex t e r n a l   f a c to r s ,   R e n e r g y   i s   c o n t i n u o u s l y   av a i la b l e   in   u r b a n   ar e a s   w i th   h ig h   w ir e l e s s   t r af f i c.   S c a l ab i l it y :   R F E H   c an   b e   i n t e g r a t e d   i n to   a   w id e   r a n g o f   d e v i c e s ,   f r o m   i m p l an t a b l e   m ed i c a s e n s o r s   t o   a u to n o m o u s   d r o n e s   an d     l a r g e - s c a l e   I o T   n e t w o r k s .   C o m p a t i b i l i ty   w i t h   w ir e l e s s   n e t w o r k s a s   I o T   n e t wo r k s   c o n t in u e   ex p a n d i n g ,   RF EH   c a n   s e a m l e s s l y   co - ex i s t   w i t h   5 G   an d   6 G   n e t wo r k s ,   u t i l i s i n g   t h e ir   t r a n s m i s s i o n s   f o r   s i m u l t an e o u s   EH   a n d   c o m m u n i c a t io n .   H o we v er ,   o n o f   t h b ig g e s t   l i m i t a t io n s   o f   R F E H   i s   l o p o w e r   d en s i t y .     Sin ce   am b ien R p o we r   i s   o f ten   we ak   ( ty p ica l ly   in   t h μ W   to   m W   r an g e) ,   ef f ic ien an t en n d e s ig n   an d   h ig h - g ai n   en er g y   ca p tu r te ch n iq u e s   ar r eq u ir ed   to   m ak it  v iab le  p o we r   s o u r ce W h il tr ad i tio n al   RF EH   h a s   f o cu s e d   o n   s u b - 6   GH f r eq u en c ie s   ( e. g . ,   W i - F i   a 2 . 4   G Hz,   c el lu lar   n e t wo r k s   a 9 0 0   MH z ,   an d   1 , 8 0 0   MH z) ,   r e ce n t   r e s e ar ch   h as   s h i f t ed   to war d s   m il li m e tr e - w av e   ( m m W av e )   EH   ( 2 4 - 1 0 0   G Hz )   d u to   th e   f o llo w in g   ad v an tag e s :   co m p ac t   an ten n s iz e:   a m m W a v f r eq u en ci e s ,   th e   w av e len g th   i s   s i g n if ic an t ly   s m a l ler ,   al lo w in g   f o r   c o m p a c an d   h ig h ly   ef f i ci en t   an ten n a s   [ 6 ] .   T h i s   en a b le s   s e am le s s   i n teg r at io n   in to   I o T   d ev i ce s ,   wea r ab le s ,   an d   im p l an ta b l b io m ed ica s en s o r s .   C o m p ar ed   to   tr ad it io n al  s u b - 6   GH r e ct en n a s ,   m m W av e   r ec ten n a s   ca n   b e   d es ig n ed   wi th   a   m u ch   s m a ll er   f o r m   f ac to r   wi th o u co m p r o m is in g   p e r f o r m an c e.   L ar g e   s p ec tr al   r e s o u r ce s th e   m m W av s p e ct r u m   o f f er s   a b u n d an t   b an d w id th   co m p ar e d   to   th e   co n g e s t ed     s u b - 6   G Hz  b a n d s   [ 7 ] .   T h i s   a l l o w s   f o r   m u lt i - f r eq u en cy   EH ,   im p r o v in g   o v er a ll  en er g y   co n v er s io n   ef f ic ien c y .   Hig h er   en er g y   d e n s i ty s i n ce   p o wer   i s   p r o p o r tio n al  to   f r e q u en cy ,   m m W av s ig n al s   in h er en tly   ca r r y   m o r e   en er g y   p er   u n i t a r ea ,   m ak in g   t h em   m o r ef f e ct iv e   f o r   R F E H   ap p l ic at io n s .   D e s p i t e   th e s e   a d v a n t ag e s ,   m m W a v e   EH   in t r o d u c e s   s ev er a l   t ec h n i c a c h a l le n g e s   th a m u s b a d d r e s s e d .   H i g h   f r ee - s p ac e   p a t h   l o s s   m m W a v s i g n a l s   e x p er i e n c e   g r ea t e r   p a t h   l o s s   c o m p ar e d   t o   s u b - G H z   f r e q u en c i e s ,   w h i ch   m ea n s   th a h ig h - g a in   an t en n a r r ay s   ar e s s e n t i a t o   co m p e n s a t f o r   s i g n a d e g r a d a t io n .   S tu d i e s   s u g g e s t   t h a t   b e a m f o r m in g   a n d   p h a s ed   a r r a y   c o n f ig u r a t i o n s   ar e   n e c es s a r y   f o r   e f f e c t iv EH   a m m W av e   f r eq u e n c i es .   D i r e c ti o n a l   n a tu r o f   m m w a v s i g n a l s ,   u n li k s u b - 6   G H w av e s   th a p r o p ag a t e   o m n i d ir e c t io n a l ly ,   m m W a v s i g n a l s   r eq u ir e   p r ec i s e   b e am   a l ig n m e n t   to   en s u r e   m ax i m u m   e n er g y     a b s o r p t i o n   [ 8 ] .   T h i s   n e c e s s i t at e s   t h e   u s e   o f   a d a p t iv e   b e a m f o r m in g   a n d   p h a s ed   ar r a y   a n te n n a s   f o r   ef f i c ie n m m W a v R F EH .   M a t e r i a co n s t r a in t s   an d   f a b r i c a t io n   c h a l l e n g e s ,   a t   h i g h e r   f r eq u en c ie s ,   d ie l e c t r ic   lo s s e s   i n c r e a s e,   r ed u c in g   o v e r a l l   an te n n a   e f f ic i e n cy .   T h e   ch o ic e   o f   l o w - lo s s   m a t e r ia l s   s u c h   a s   R o g e r s   R T / d u r o i d ,   l i q u id   cr y s t a p o l y m e r   ( L C P ) ,   a n d   lo w - t em p er a tu r c o - f ir e d   c er a m i c s   ( L T C C )   i s   c r u c i a l   f o r   ef f e c t iv m m W a v e   r e c t en n d e s ig n .   M o t i v a t io n s   a n d   c o n t r ib u t io n s   o f   r e s ea r ch   wo r k   w i th   th r a p i d   e v o l u ti o n   o f   5 G /6 G   n e tw o r k s   a n d   I o T   e c o s y s t e m s ,   th d em a n d   f o r   s e l f - s u s t a i n in g   w i r e l e s s   p o w e r   s o l u t io n s   h a s   s u r g e d .   m m W a v e   EH   o f f er s   p r o m i s i n g   a l te r n a t i v to   tr a d it i o n a b a t t e r y - d e p en d e n s y s te m s ,   en ab l i n g   c o n t i n u o u s   p o w e r   s u p p l y   f o r   I o T   d e v i ce s ,   s e n s o r s ,   a n d   s m ar t   co m m u n i ca t i o n   n e t wo r k s   [ 9 ] .   H o w e v er ,   ch a l l en g e s   s u ch   a s   h i g h   p a th   l o s s ,   lo w   RF - to - d ir e c t   cu r r e n ( DC )   co n v e r s i o n   ef f i c i en cy ,   an d   t h e   t r ad e - o f f   b e t we e n   h i g h   g a i n   an d   w id eb a n d   o p er a t i o n   h i n d e r   t h w i d e s p r ea d   ad o p t i o n   o f   m m W a v r e c te n n s y s t e m s .   T h i s   s t u d y   a i m s   t o   b r id g t h e s g ap s   b y   e x p l o r i n g   h ig h - g a in   an t e n n a r r a y s ,   a d ap t i v e   b e a m f o r m i n g   t e ch n iq u e s ,   a n d   m u l t i - b a n d   EH   s o lu t i o n s   f o r   ef f i c i en t   an d   s c a l ab l e   m m W a v e   EH   s y s t e m s .   F u r t h er   co n t r ib u t io n s   o f   r e s e a r c h   wo r k   a r e   a s   f o l l o w s :   c o m p r eh e n s iv e   s u r v ey   o n   h ig h - ga in   m m W a v a n t e n n a s an a ly s e s   e x i s t i n g   an t e n n a   a r ch i t e c tu r e s ,   p h a s e d   a r r ay s ,   m e t a s u r f a c e   d e s ig n s ,   a n d   r e c o n f ig u r a b l i n t e l l i g en t   s u r f ac e   ( R I S ) - a s s i s t e d   s y s t e m s   f o r   o p t i m i s i n g   p o w e r   c o l l ec t i o n   ef f i c i en c y .   E v a lu a t i o n   o f   b e a m f o r m i n g   an d   m u l t i - f r eq u e n cy   r ec t e n n a   s y s t e m s r ev ie w s   a d a p t iv e   p h a s e   s h if t e r s   ( A P S ) ,   A I - d r iv en   o p t i m i s a t io n ,   an d   h y b r i d   r e c te n n n e t wo r k s   t o   en h an c R F - to - D C   co n v e r s io n   i n   d y n am i c   en v ir o n m en t s .   I d en t i f i c a t io n   o f   k ey   r e s e a r c h   g a p s   i n   m m W av e   EH h i g h l ig h t s   g a in - b a n d w i d th   tr ad e - o f f s ,   s c a l ab i l i t y   c h a l l en g e s ,   m a t er i a c o n s t r a in t s ,   an d   i n t eg r a t i o n   b a r r i e r s   af f e c t in g   r e a l - w o r l d   d ep l o y m en t .   Fu t u r e   r e s e a r ch   d i r e c t io n s   f o r   la r g e - s c a l d ep l o y m en t p r o p o s e s   AI - a s s i s t e d   b e a m f o r m in g ,   i n t e l l i g en t   m e t a s u r f a c e s ,   an d   c o s t - e f f e c t iv e   f a b r i c a t io n   te c h n i q u e s   t o   a c c e l er a t t h a d o p ti o n   o f   s e l f - p o w er ed   I o T   a n d   6 G   n e t w o r k s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  15 ,   No .   3 J u n e   20 26 :   2 8 9 6 - 2 9 0 6   2898   2.   RE L AT E WO RK   I n   r ec en y ea r s ,   s ig n if ican ad v an ce m e n ts   h av b ee n   m a d in   th f ield   o f   m m W av e   EH   an d     h ig h - g ai n   an ten n a r r ay   d esi g n ,   f o c u s in g   o n   im p r o v in g   ef f icien cy ,   r e d u cin g   h ar d war co m p lex ity ,   an d   o p tim izin g   b ea m f o r m in g   s tr ateg ies.  Var io u s   s tu d ies  h av e   e x p lo r ed   d if f e r en tech n iq u es  t o   ad d r ess   th k ey   ch allen g es  ass o ciate d   with   m m W av n etwo r k s .   T h ese  ch allen g es  in clu d p ath   lo s s ,   d ir ec tio n al  en er g y   r ec ep tio n ,   a n d   in teg r atio n   with   in tellig en t su r f ac es.     2 . 1 .   M illi m et re - wa v e   I n v esti g ates  th r o le   o f   R I in   m m W av EH   to   en h an c en er g y   co v er ag e   an d   ef f ici en cy   [ 1 0 ]   B y   f o r m u latin g   an   an aly tical   f r am ewo r k   b ased   o n   s to ch a s tic  g eo m etr y ,   th s tu d y   d er i v es  clo s ed - f o r m   ex p r ess io n   f o r   e n er g y   co v er a g p r o b ab ilit y   ( E C P)  an d   p r o p o s es  an   an aly tical  m o d el  f o r   av er ag h ar v ested   en er g y   ( AHE ) .   T h e   r esu lts   d e m o n s tr ate  th at   R I S - ass is ted   m m W av n etwo r k s   ca n   s ig n if ican tly   im p r o v e   E H   p er f o r m an ce ,   p a r ticu lar ly   in   u r b an   e n v ir o n m en ts   wh er h ig h   p ath   lo s s   is   m ajo r   co n s tr ain t.  T o   f u r th er   im p r o v b ea m f o r m in g   ef f icie n cy   an d   m in im is h ar d war c o m p lex ity ,   APS  h av b ee n   in t r o d u ce d   f o r   h y b r id   b ea m f o r m in g   tech n iq u es.  I n   [ 1 1 ]   p r esen ts   n o v el  APS  h y b r i d   b ea m f o r m i n g   s ch em th at  r ed u ce s   th e   d ep en d e n cy   o n   th n u m b er   o f   an ten n a   ar r a y s   an d   R ch ain s .   T h p r o p o s ed   h y b r id   d esig n   ac h iev es   p er f o r m an ce   co m p ar ab le  to   t h f u lly   co n n ec te d   iter ativ h y b r id   b ea m f o r m i n g   ap p r o ac h   wh ile  s ig n if ican tly   r ed u cin g   th n u m b e r   o f   r eq u ir ed   p h ase  s h if ter s   ( PS s ) .   f le x ib le  d ep lo y m en s tr ateg y   is   p r o p o s ed ,   wh er th e   n u m b er   o f   PS s   ca n   b e   ad ju s te d   d y n am ically ,   r an g in g   f r o m   two   p er   R ch ain   to   f u ll - n et wo r k   c o n f ig u r atio n .   Fu r th er m o r e ,   th s tu d y   em p lo y s   m o d if ied   K - m ea n s   alg o r ith m   to   o p tim ize  PS   u tili za tio n ,   th er eb y   e n h an ci n g   th o v e r all  ef f icien c y   o f   h y b r id   b ea m f o r m in g   s y s tem s .   I n   ad d itio n   to   b ea m f o r m i n g   a d v an ce m en ts ,   an ten n a   ar r ay   co n f ig u r atio n s   p lay   c r u cial  r o le  in   e n h an cin g   g ain   an d   b a n d wid th   ef f icien cy .   I n   [ 1 2 ]   s u g g ests     s u b - ar r ay   d esig n   t h at  h as  f o u r   r ad iatin g   s lo ts   th at  a r co n n e cted   to   an   E - p la n g r o o v g a p   wav eg u id v ia   a   r ec tan g u lar   c o u p lin g   s lo af te r   b ein g   d r iv e n   b y   g r o o v e   g ap   ca v ity .   T h r esear ch   p r ese n ts   co r p o r ate - f ed   d is tr ib u tio n   n etwo r k   th at  c o m b in es  E - p lan g r o o v g ap   wav eg u id a n d   r id g g a p   wa v eg u id s tr u ct u r es  to   p r o v id wid e b an d ,   lo w - lo s s   an ten n ar r ay .   wav eg u id r ec tan g u lar   6   ( WR6 )   wav eg u id f la n g is   in teg r ated   at  th b o tto m   o f   th ar r ay ' s   1 6 × 1 6   r a d iatin g   s lo ts   to   p r o v id ef f ec tiv ex citatio n .   Similar ly ,     b y   p r esen tin g   u n iq u e   p h ase  co r r ec tio n   tech n iq u f o r   tr an s m itar r ay s ,   in   [ 1 3 ]   c o n ce n t r ates   o n   g ain   in cr ea s i n   d u al - p o la r is ed   m u ltib ea m   a n ten n ar r a y s .   I n   t h is   wo r k ,   tw o   B u tler   m atr ices  b ased   o n   s u b s tr ate - in teg r ate d   wav eg u id ( SIW)  tech n o l o g y   ar v e r tically   s tack ed   to   f e ed   2 × 2   d u al - p o lar is ed   m ag n eto - elec tr ic  ( ME )   d ip o le  a n ten n a   ar r ay   in   th r e e - lay er   p r in ted   cir cu it  b o ar d   ( PC B )   lam in ate  co n s tr u ctio n .   T h d u al - p o la r is ed   2 m u ltib ea m   an ten n ac h iev es  im p r o v ed   b ea m f o r m in g   ef f icien cy   b y   u s in g   t h is   n o v el   p h ase     co r r ec tio n   tech n i q u e,   wh ich   m ak es  it  v iab le  o p tio n   f o r   wir eless   p o wer   tr an s m is s io n   an d   n ex t - g e n er atio n   m m W av EH   ap p licatio n s .   Pro p o s es  d u al - cir c u lar ly   p o lar is ed   ( d u al - C P)  m m W av ar r ay   an te n n u s in g   g a p     wav eg u id e - b ased   f ee d in g   s tr u ctu r [ 1 4 ] .   T h d esig n   in co r p o r ates  s ep tu m   p o lar is er   an d   tu r n s tile   o r th o m o d tr a n s d u ce r   ( OM T )   to   ac h iev d u al - cir c u lar   p o lar is atio n ,   wh er ± 9 0 °   p h a s d if f er en ce s   ar e   in tr o d u ce d   b etwe en   th tr a n s v er s elec tr ic  ( TE ) 1 0   an d   T E 0 1   m o d es.  T h tu r n s tile  OM T   en ab les  th e   s ep ar atio n   o f   t h ese  o r th o g o n al   m o d es  in to   f o u r   m u tu ally   o r t h o g o n al  s u b ar r a y s ,   en s u r in g   e f f ec tiv p o lar is atio n   d iv er s ity   an d   im p r o v ed   s ig n al   in teg r ity .   T h is   d u al - C ap p r o ac h   is   p ar ticu lar ly   b en ef icial   f o r   m m W av EH   s y s tem s ,   wh er p o la r is atio n   f lex ib ilit y   en h an ce s   s ig n al   r ec ep tio n   a n d   co n v er s io n   e f f i cien cy .   T o   f u r th e r   en h an ce   g ain   a n d   ef f icien c y ,   in   [ 1 5 ]   in tr o d u ce s   p lan ar   s e g m en ted   p atch   a n ten n ( PS A) ,   wh ich   ac h iev es  a     3   d B   g ain   en h an ce m en co m p ar ed   to   co n v en tio n al  p atch   a n ten n as  with o u r eq u ir in g   s u p er s tr ate  s tack - u p   lay er .   T h e   PS co n f ig u r atio n   lev er a g es  m u ltip le  s eg m en ted   co n d u cto r s   to   in d u ce   m ag n etic  cu r r en ts ,   g en er atin g   s tr o n g   m ag n etic  f ield   cir cu latio n   a r o u n d   th e   c o n d u ct o r s .   Un lik tr a d itio n al  p atch   an ten n as,  th is   d esig n   r eq u ir es  o n l y   s in g le  ex citatio n   p o r wh ile  s h o r tin g   p in s   s y n ch r o n is r eso n an ce   cu r r en ts   ac r o s s   th e   s eg m en ted   co n d u cto r s ,   en s u r i n g   s tab le  an d   ef f icien r ad iatio n   p er f o r m an ce .   T h is   ap p r o ac h   en h an ce s   g ain   with o u s ig n if ican tly   in cr ea s in g   th an ten n a' s   f o o tp r in t,  m ak i n g   it  s u itab le  f o r   c o m p ac an d   h ig h - p er f o r m an ce   m m W av EH   s y s tem s .   An o th er   k ey   d e v elo p m en in   h i g h - g ain   m m W av an ten n as  is   th d u al - p o la r ized   8 ×8   an ten n ar r a y ,   as  p r o p o s ed   in   [ 1 6 ] .   T h is   an ten n s y s tem ,   d esig n ed   f o r   Q - b an d   m m W av ap p licatio n s ,   in co r p o r ates  m etallic  p illar s   an d   ca v ities   ac tin g   as  m ag n e to elec tr ic  d ip o les.  T h d esig n   f ea tu r es  1 - to - b ac k ed   ca v ity   f ee d in g   m ec h an is m   with   cr o s s - s h ap ed   s lo ts   th at  ef f ec tiv ely   ex cite  tw o   o r th o g o n al  lin ea r   p o lar is atio n s .   T h e   in teg r atio n   o f   s h ar ed   v ia - b ased   f ee d in g   n etwo r k s   en h an ce s   t h a n ten n a’ s   b an d wid th   an d   p o lar is atio n   s tab ilit y .   T h f a b r icate d   p r o t o ty p d em o n s tr ate s   h ig h   g ain   a n d   b r o a d   b an d wid th ,   r ein f o r cin g   its   p o ten tial f o r   h ig h - ef f icien c y   EH   an d   p o we r   tr an s f er   a p p licatio n s   in   m m W av f r e q u en cies.   T h ese  s tu d ies  h ig h lig h t h e   d iv er s ap p r o ac h es  to   m m W av an ten n d esig n ,   f o cu s in g   o n     d u al - p o la r is ed   co n f ig u r atio n s ,   s eg m en ted   p atch   an ten n as,  an d   m ag n eto elec tr ic  d ip o le - b ased   ar r ay s .   B y   in teg r atin g   th ese  in n o v ativ t ec h n iq u es,  f u tu r m m W av EH   s y s tem s   ca n   ac h iev h ig h er   ef f icien cy ,   b etter   p o lar izatio n   co n tr o l,  an d   im p r o v ed   co m p ac tn ess ,   f ac ilit ati n g   th eir   d ep lo y m en in   n ex t - g en er atio n   wir eless   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Hig h - g a in   a n ten n a   a r r a ys fo r   millimet r e - w a ve   en erg h a r ve s tin g :   a r ch itectu r es,  …  ( S h a li n i Mir le  Ga jen d r a )   2899   en er g y   n etwo r k s   an d   I o T   a p p licatio n s .   I n   [ 1 7 ]   in tr o d u ce s   a   n o v el  b r o a d b an d ,   m u ltib ea m   am b ien m m W av EH   d ev ice  with   h ig h   y ield .   T o   ad d r ess   th is s u es  o f   b att er y   r e p lace m en an d   ch a r g in g   in   in d u s tr ial  I o T   ap p licatio n s ,   th e   s u g g ested   a r ch itectu r c o m b in es   d u al - p o lar is ed   ME   d ip o le  r ec te n n ar r a y ,   a   m o d if ied   L u n eb u r g   len s ,   a n d   a   b asic  DC   co m b in er .   T h e   s y s tem   m ax im is es  EH   f r o m   v a r io u s   a n g les  an d   f r e q u en c y   b an d s   b y   u tili s in g   d iv er s ity   i n   f r e q u en c y ,   s p ac e,   an d   p o la r is atio n .   B y   en ab lin g   R s ig n al  co m b i n in g   an d   m u ltib ea m   ca p ab ilit ies,  th e   im p r o v e d   L u n eb u r g   len s   g r ea tly   in cr ea s es  p o wer - g ath er in g   ef f icien cy .   Ad d itio n ally ,   s im p lifie d   r ec t if ier   n etwo r k   is   in co r p o r ated   t o   en h an ce   R F - to - DC   co n v er s i o n ,   en s u r in g   m o r e   ef f ec tiv an d   s tab le  en er g y   o u tp u f o r   I o T - b ased   m m W av e - p o wer e d   ap p licatio n s .   Hy b r id   s tr ateg ies  th at   co m b in s u b - 6   GHz   an d   m m W av n etwo r k s   p r o v i d m o r e   EH   o p tio n s   th an   s tan d - al o n e   m m W av s y s tem s .     I n   [ 1 8 ]   in v esti g ates   h y b r id   n etwo r k   d ep l o y m en in   wh ich   m m W av o r   s u b - 6   GHz   b ase  s tatio n s   ( B S s )   m ay   b o th   p r o v id in f o r m atio n   an d   en er g y   to   u s er   eq u ip m en ( U E )   at  th s am tim e.   T h s tu d y   o f f e r s   an aly tical  m o d els f o r   E C P a n d   s ig n al - to - in ter f er en ce - p lu s - n o is co v e r a g p r o b a b ilit y   ( SC P)  u s in g   s to ch asti g eo m etr y   f r am ewo r k .   d etailed   d escr i p tio n   o f   EH   p e r f o r m an ce   u n d er   v ar io u s   n etwo r k   s itu atio n s   is   m ad p o s s ib le  b y   th s u g g ested   f r am ewo r k ,   wh i ch   u s es  p o is s o n   p o in p r o ce s s es  ( PP P)  an d   p o is s o n   clu s ter   p r o ce s s es  ( PC P)  to   r ep r esen th lo ca tio n s   o f   B an d   UE .   B o th   s tu d ies  u n d er s co r th ad v a n ce m en ts   in   m m W av e - b ased   EH with   o n e   f o c u s in g   o n   h ig h - g ain   r ec te n n a   an d   m u ltib ea m   tech n i q u es  an d   t h o th er   o n   h y b r id   n etwo r k   d ep lo y m e n ts   co m b in i n g   s u b - 6   GHz   an d   m m W av s o u r ce s .   T h ese  ap p r o ac h es  p a v th way   f o r   s ca lab le,   m u lti - s o u r ce   EH   s y s tem s ,   ad d r ess in g   ch allen g es  s u ch   as  b ea m   m is alig n m en t,  v ar iab le  s ig n al  av ailab ilit y ,   an d   en er g y   co n v er s io n   e f f icien cy   in   n ex t - g en er atio n   wir eless   n etwo r k s .   T ab le  1   s h o ws  th s u m m ar y   o f   r ec en ad v an ce s   in   m m W av EH   a n d   an ten n d esig n .       T ab le  1 .   Su m m a r y   o f   r ec e n t a d v an ce s   in   m m W av EH   a n d   an ten n d esig n   R e f e r e n c e   M e t h o d o l o g y   A d v a n t a g e s   S h o r t c o mi n g s   [ 1 0 ]   U t i l i sa t i o n   o f   R I S   i n   mm W a v e   n e t w o r k t o   e n h a n c e   EH   t h r o u g h   st o c h a st i c   g e o m e t r y   m o d e l l i n g .   I mp r o v e s   E C P   a n d   h a r v e st e d   e n e r g y   e f f i c i e n c y   i n   u r b a n   e n v i r o n me n t w i t h   h i g h   p a t h   l o ss.   Th e   st u d y   i s   t h e o r e t i c a l   a n d   l a c k s   e x p e r i me n t a l   v a l i d a t i o n   o r   r e a l - w o r l d   d e p l o y me n t   r e su l t s .   [ 1 1 ]   I n t r o d u c t i o n   o f   A P S   f o r   h y b r i d   b e a mf o r mi n g   t o   r e d u c e   h a r d w a r e   c o m p l e x i t y   w h i l e   m a i n t a i n i n g   h i g h   p e r f o r m a n c e .   A c h i e v e p e r f o r ma n c e   c o m p a r a b l e   t o   f u l l y   c o n n e c t e d   h y b r i d   b e a mf o r m i n g   b u t   w i t h   f e w e r   PSs ,   o p t i mi s i n g   p o w e r   a n d   c o m p u t a t i o n a l   e f f i c i e n c y .   P r a c t i c a l   i mp l e m e n t a t i o n   c h a l l e n g e s   a n d   t h e   i m p a c t   o f   A P S   v a r i a t i o n o n   r e a l - w o r l d   n e t w o r k   p e r f o r ma n c e   a r e   n o t   e x p l o r e d .   [ 1 2 ]   C r e a t i o n   o f   a n   E - p l a n e   g r o o v e   g a p   w a v e g u i d e   a n d   r i d g e   g a p   w a v e g u i d e   f o r   a   c o r p o r a t e - f e d   su b - a r r a y   a r r a n g e me n t .   A c h i e v e w i d e b a n d   a n d   l o w - l o s p e r f o r m a n c e   w i t h   e f f i c i e n t   e n e r g y   t r a n sf e r   t h r o u g h   a   1 6 × 1 6   r a d i a t i n g   s l o t   c o n f i g u r a t i o n .   F a b r i c a t i o n   c o m p l e x i t y   a n d   i n t e g r a t i o n   c h a l l e n g e i n   r e a l - w o r l d   sce n a r i o a r e   n o t   a d d r e ss e d .   [ 1 3 ]   P r o p o sa l   o f   a   n o v e l   p h a s e   c o m p e n sa t i o n   me t h o d   f o r   t r a n s mi t a r r a y - b a s e d   d u a l - p o l a r i se d   mu l t i b e a a n t e n n a   d e s i g n .   En h a n c e g a i n   e f f i c i e n c y   i n   d u a l - p o l a r i se d   a n t e n n a u s i n g   a   t h r e e - l a y e r   P C B   l a m i n a t e   w i t h   S I W - b a s e d   B u t l e r   mat r i c e s .   Li mi t e d   d i sc u ss i o n   o n   t h e   i m p a c t   o f   e n v i r o n m e n t a l   f a c t o r s   a n d   r e a l - w o r l d   d e p l o y me n t   f e a s i b i l i t y .   [ 1 4 ]   d e s i g n   o f   a   g a p   w a v e g u i d e - b a se d   d u a l - C P   m i l l i m e t r e   w a v e   a r r a y   a n t e n n a .   P r o v i d e e n h a n c e d   p o l a r i s a t i o n   f l e x i b i l i t y   a n d   i m p r o v e d   s i g n a l   r e c e p t i o n   f o r   EH   a p p l i c a t i o n s .   R e q u i r e c o mp l e x   m a n u f a c t u r i n g   p r o c e sse a n d   p r e c i s e   a l i g n m e n t   f o r   o p t i m a l   p e r f o r ma n c e .   [ 1 5 ]   D e v e l o p m e n t   o f   a   P S A   f o r   i mp r o v e d   g a i n   e f f i c i e n c y .   r e d u c e c o mp l e x i t y   b y   a c h i e v i n g   a   3   d B   g a i n   i mp r o v e me n t   w i t h o u t   t h e   n e e d   f o r   a   s u p e r st r a t e   s t a c k - u p   l a y e r .   La c k   o f   r e a l - w o r l d   t e st i n g   t o   v a l i d a t e   i t s   EH   e f f i c i e n c y   i n   p r a c t i c a l   e n v i r o n m e n t s.   [ 1 6 ]   A n   8 × 8   d u a l - p o l a r i s e d   a n t e n n a   a r r a y   w i t h   a   w i d e   b a n d w i d t h   a n d   g o o d   g a i n   i p r o p o se d   f o r   u s e   i n   Q - b a n d   mi l l i me t r e   w a v e   a p p l i c a t i o n s.   En s u r e i m p r o v e d   EH   e f f i c i e n c y   t h r o u g h   m a g n e t o e l e c t r i c   d i p o l e   d e s i g n   a n d   o p t i m i se d   f e e d   s t r u c t u r e .   Li mi t e d   sc a l a b i l i t y   a n a l y si f o r   l a r g e - sca l e   d e p l o y me n t .   [ 1 7 ]   I n st a l l a t i o n   o f   a   M E - d i p o l e   r e c t e n n a   a r r a y   a n d   a   mo d i f i e d   Lu n e b u r g   l e n t o   c r e a t e   a   h i g h - g a i n ,   mu l t i b e a m mm W a v e   EH   s y st e m.   En h a n c e R F - to - D C   c o n v e r s i o n   e f f i c i e n c y   b y   l e v e r a g i n g   f r e q u e n c y ,   sp a t i a l ,   a n d   p o l a r i s a t i o n   d i v e r s i t y .   Ex p e r i m e n t a l   r e su l t s   a r e   n e e d e d   t o   v a l i d a t e   p e r f o r ma n c e   a c r o ss   d i f f e r e n t   o p e r a t i n g   c o n d i t i o n s.   [ 1 8 ]   H y b r i d   d e p l o y m e n t   o f   mm W a v e   a n d   s u b - 6   G H z   n e t w o r k f o r   EH   a n d   i n f o r m a t i o n   t r a n sf e r   a t   t h e   same   t i m e .   P r o v i d e a   f l e x i b l e   EH   so l u t i o n   a c r o s mu l t i p l e   f r e q u e n c y   b a n d a n d   d i v e r se   n e t w o r k   c o n d i t i o n s.   Th e   s t o c h a st i c   m o d e l l i n g   a p p r o a c h   l a c k r e a l - w o r l d   v a l i d a t i o n   a n d   h a r d w a r e   i m p l e me n t a t i o n .       2 . 2 .     Ant enna   a rr a y   co nfig ur a t io ns   a nd   o ptim is a t io n t ec hn iqu e s   T h d if f icu lties   in   o b tai n in g   a   b r o ad   a x ial  r atio   an d   im p ed a n ce   b an d wid t h   o v e r lap   in   p at ch   an ten n a   ar r ay s   h av e   b ee n   b r o u g h to   li g h b y   r ec en t   in v esti g atio n s .   Acc o r d in g   to   [ 1 9 ] ,   it  is   s till   ch allen g in g   to   ac h iev e   an   o v er la p p in g   b an d wid th   o f   2 0 ev en   wh e n   L - ty p p r o b e   f ee d in g   a n d   s eq u e n tial  r o tati o n   ( SR )   ap p r o ac h es  ar u s ed .   Yan g   et   a l .   [ 2 0 ]   ad d r ess ed   th is s u b y   ex ten d in g   th a x ial  r atio   b an d wid th   to   ab o u t   3 0 u s in g   a   d ielec tr ic  r eso n ato r   a n ten n ( DR A)   m eth o d .   Ho wev e r ,   D R As  ar les s   f ea s ib le  f o r   lar g e - s ca le  m m W av ap p licatio n s   d u to   th eir   co m p lex ity   an d   h ig h   m a n u f ac tu r in g   co s ts .   Simi lar   to   th is ,   3 h e lical  s tr u ctu r was   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  15 ,   No .   3 J u n e   20 26 :   2 8 9 6 - 2 9 0 6   2900   em p lo y ed   in   [ 2 1 ]   t o   attain   2 0 3 - d B   ax ial  r atio   b an d wid t h h o wev er ,   p u ttin g   s u ch   a   s tr u ctu r to g eth er   f o r   m m W av ap p licatio n s   is   ex tr em ely   d if f icu lt.  Fu r th er m o r e ,   it  is   ex p en s iv to   f ab r icate   u s in g   th L T C C   m eth o d .   An o t h er   m eth o d   f o r   t r an s f o r m in g   lin ea r ly   p o lar is ed   ( L P)  b ea m s   in to   cir cu lar ly   p o lar is ed   ( C P)  b ea m s   was  in v esti g ated   in   [ 2 2 ]   u s in g   cir cu lar   p o lar is er .   Alth o u g h   ef f icien t,   th is   ap p r o ac h   le n g th en s   th an te n n a' s   lo n g itu d in al  len g th   an d   a d d s   ex tr lo s s es,  wh ich   m ak es  i less   ap p r o p r iate  f o r   s m all  d esig n s .   ME   d ip o le   an ten n as  h a v d r awn   l o o f   in te r est  am o n g   wid e b an d   r ad iatin g   elem en ts   b ec au s e   o f   th eir   s u p er io r   p o lar is atio n   an d   im p ed an ce   m atch in g   ca p ab ilit ies.  Fo r   e x am p le,   an   ap e r tu r e - c o u p led   ME - d ip o le  a n ten n a   cr ea ted   in   [ 2 3 ]   h ad   3 - d B   AR   b an d wid th   o f   1 7 . 3 an d   an   im p ed an ce   b an d wid th   o f   2 4 . 9 %.  ME - d ip o le  an ten n as  h a v in clu d ed   SR   tech n iq u es  to   in cr ea s C r a d iatio n   an d   ex p an d   th e   ax ial  r ati o   b an d wid th .   Usi n g   th SR   ap p r o ac h ,   Fen g   et  a l [ 2 4 ]   cr ea ted   a   4 ×4   ME - d i p o l an ten n a   f ed   b y   SIW,  ac h i ev in g   a   3 - d B   ax ial  r atio   b an d wid th   o f   2 7 . 8 a n d   an   im p e d an ce   b an d wid t h   o f   2 7 . 7 %.  Ho wev er ,   at  m m W av f r eq u e n cies,    SR - f ee d   n etwo r k   in teg r atio n   is   ch allen g in g   d u e   to   th e   r ig i d ity   o f   SIW  s tr u ctu r es,  wh ic h   r estricts  an ten n a   d esig n   f lex ib ilit y .   T h co m p lem e n tar y   s o u r ce   tech n iq u h as  b ee n   s h o wn   to   b m o r ef f ec tiv wa y   to   en h an ce   C r ad iatio n   in   m m W av a n ten n ar r ay s   t h an   t h SR   tech n iq u e.   An   ap er tu r e - co u p led   co m p lem en tar y   an ten n a   was  p r o p o s ed   b y   J et  a l [ 2 5 ] ,   an d   it  ac h ie v ed   3 - d B   ax ial  r atio   b an d wid th   o f   3 8 . 8 ( f r o m   5 3 . 5 7   to     7 9 . 3 2   GHz )   a n d   a   b r o ad   im p ed an ce   b a n d wid th   o f   3 3 . 8 ( f r o m   5 6 . 1 1   to   7 8 . 9 5   GHz ) .   Acc o r d in g   to   th ese  f in d in g s ,   c o m p lem e n tar y   s o u r ce   ap p r o ac h es  p r esen v iab le  s u b s titu te  f o r   attain in g   h ig h - p er f o r m a n ce   C r ad iatio n   in   m m W av an te n n ar r ay s   wh ile  p r eser v in g   la r g er   b a n d wid th .   W ith   p ea k   g ain   o f   1 3   d B an d   80 °   an g u lar   co v e r ag e,   th e   s y s tem   p r esen ted   in   [ 2 6 ]   u s es  R o tm an   len s - b ased   d esig n   f o r   5 m m W av EH   an d   r u n s   at  2 8   GHz .   W h en   r u n n in g   at   an   in p u p o wer   o f   1 0   d B m ,   its   o v e r all  ef f icien cy   is   s till   lo at  1 0 %,   in d icatin g   n u m b e r   o f   is s u es  th at  m u s b f ix ed   f o r   b etter   p er f o r m an ce .   T h u s o f   tr a d itio n al  m icr o s tr ip   p atch   an ten n as,  wh ich   b y   th e ir   v er y   n atu r h a v lim ited   b an d wid th ,   is   s ig n if ican d is ad v an tag o f   th is   R o tm an   len s - b ased   tech n o lo g y .   Fu r th er m o r e,   th d esig n   b e co m es  m o r co m p lex   as  th n u m b er   o f   R o tm an   len s   p o r ts   r is es,  wh ich   r esu lt s   in   d ec lin in   p er f o r m an c d u to   m etallic  lo s s es.  T h s y s tem   in   [ 2 6 ]   is   r estricte d   to   an   eig h t - p o r R o tm an   len s   ar r an g e m en to   o f f s et  th ese  lo s s e s ,   wh ich   lim its   th p o ten tial  g ain   an d   r en d er s   it  u n s atis f ac to r y   f o r   m m W av EH   ap p licatio n s .   T h lim ited   b ea m   d ef lectio n   co v er ag is   y et  a n o th e r   s ig n if ican t d r awb ac k .   Alth o u g h   [ 2 7 ]   tr ie d   to   in cr ea s th co v er a g an g le  to   1 1 0 °  b y   ad o p tin g   f le x ib le  PC B   d esig n ,   th R o tm an   len s 's  f lex ib ilit y   f o r   v ar iety   o f   EH   s ce n ar io s   is   lim ited   b ec au s it  ca n   o n ly   d e f lect  b ea m s   in   o n e   d im en s io n .   Ad d itio n ally ,   th e   R o tm an   le n s ' s   d ir ec co n n ec tio n   o f   s ev er al   p o r ts   en h a n c es  m u tu al  c o u p lin g   ef f ec ts ,   r eq u ir in g   th in clu s io n   o f   h ig h - f r e q u en c y   ca p ac ito r s   to   in h ib it  DC   f ee d b ac k .   T h i s   r aises   th s y s tem 's   co s co n s id er ab ly .   Ad d itio n al   im p r o v e m en is   also   n ee d e d   f o r   t h DC   co m b in in g   cir cu it  u tili s ed   in   th m u ltip o r EH   s y s tem s   o f   to d a y .   is   th n u m b e r   o f   r ec tifie r   d io d es,  an d   e v en   th o u g h   [ 2 7 ]   o f f er ed   an   ef f icie n s h o r t - cir cu it  d io d e   n etwo r k   th at  b u ild s   u p o n   th e   m o d els  f r o m   [ 2 8 ]   a n d   [ 2 9 ] ,   th d esig n   s t ill  r eq u ir es  2 ×( N - 1 )   b y p ass   d io d es.  Scalab ilit y   is   m ajo r   ch allen g b ec au s th is   m eth o d   b ec o m es  u n f ea s ib le  as  th e   n u m b er   o f   p o r ts   r is es.  h ig h - g ain ,   m u lt id im en s io n al,   lar g e - an g le  b ea m   s ca n n in g   s y s tem   th at  is   m o r ap p r o p r iate  f o r   m m W av EH   m u s b th m ai n   f o cu s   o f   r ee v alu atio n   o f   th EH   ar ch itectu r in   lig h o f   th ese  lim itatio n s .   T o   in cr ea s ef f icien cy   an d   s ca la b ilit y ,   f u tu r d esig n s   s h o u ld   in v esti g ate  r ed u ce d   m u t u al  co u p lin g   tech n iq u es,   alter n ate  b ea m f o r m in g   p r o ce d u r es,  an d   af f o r d a b le  h ig h - f r eq u en cy   r ec tific atio n   tec h n iq u es.  An   o v er v iew  o f   an ten n ar r ay   lay o u ts   an d   o p ti m is atio n   m eth o d s   is   p r o v id ed   in   T ab le  2 .   W o r k   in tr o d u ce s   f r esh   m u ltip le - in p u m u ltip le - o u tp u ( MI MO )   an ten n a   ar r ay   f ea tu r in g   eig h t   co m p ac tr ap ez o i d al  s lo elem en ts   an d   L - s h ap e d   co p la n ar   wav eg u i d ( C PW )   f ee d lin es,  tailo r ed   f o r     s u b - 6   GHz   5 n ee d s .   T h is   s et u p   d eliv er s   wid b an d wid th   a n d   p o lar is atio n   d iv e r s ity ,   s u p p o r tin g   s o lid   lin k s   in   th 3 . 2 - 6   GHz   b an d .   Po s itio n ed   at  s m ar tp h o n co r n er s ,   th an ten n as  f it  co m p ac 7 5   m m   b y   1 5 0   m m   s p ac e,   an d   ac h ie v s tr o n g   is o latio n   s an s   d ec o u p li n g   s tr u ctu r es.  T h ar r ay   b o asts   2 , 8 0 0   M Hz  b an d wid th ,   lo w   en v elo p e   co r r elatio n   co e f f icie n ( E C C )   <0 . 0 0 5 ,   a n d   to tal  a ctiv r ef lectio n   co ef f icien t   ( T AR C )   < - 2 0   d B   f o r   to p   r a d iatio n   ef f icien cy .   B u ilt af f o r d a b ly   o n   a   s in g le - lay er   f l am r etar d an le v el  4   ( FR 4 )   s u b s tr ate,   test s   m atch   s im u latio n s   clo s ely .   I also   p r o p o s es  co m p ac m m W av e   p h ased   ar r ay   to   e n ab le  h ig h   d ata  r ates,  b etter   co n n ec tiv ity ,   a n d   ea s y   s m ar tp h o n e   u s f o r   f u t u r 5 G/6 G.   Me an wh ile,   d ee p l y   an aly s es   n ea r - f ield   im p u ls e   r esp o n s es in   d o u b le - s lo t V iv ald i a n ten n a,   e x ten d in g   p ast  MI MO   s y s tem s .   I t u s es E n ea r - f ield   d ata  to   tr ac k   E en er g y   f lo w,   r eo r ien tatio n ,   an d   s ca tter in g   o v er   a n ten n a   p ar ts .   B y   s tu d y in g   n ea r - f ield   wav ef r o n s u r f ac es'   s h ap es,  th wo r k   e v alu ates  s tr u ctu r al  twea k s   a n d   a n ten n a   d i r ec tiv ity .   T o   clar if y   EM   p r o p ag atio n   in   Viv ald an ten n as,  it st r ea m lin es th n e ar - f ield   p r o p ag atio n   m o d el  with   p ar titi o n al  f a r - f ield   r esp o n s e   tr aits   in   f r eq u en c y   an d   tim d o m ain s .   T h is   ap p r o ac h   p i n p o in ts   k ey   E f lo s p o ts   an d   g au g es  h o w   s tr u ctu r es  af f ec r a d iatio n   p er f o r m an ce ,   s teer in g   f u tu r d esig n s .   Valid atio n   d r aws  o n   n ea r - f ield ,   f a r - f ield ,   an d   s tan d ar d   r a d iatio n   tr aits ,   p r o v i n g   its   f it   f o r   o th er   tr a v ellin g - wav an ten n as  to   f in e - tu n p er f o r m a n ce   an d   s tu d y   p r o p ag atio n .   Stu d y   d escr ib es  wid eb an d   d u al - p o la r ized   d ip o le  an ten n wo r k in g   f r o m   1 . 7   to   3 . 8   GHz ,   m a r k in g   k e y   s tep   f o r war d   in     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Hig h - g a in   a n ten n a   a r r a ys fo r   millimet r e - w a ve   en erg h a r ve s tin g :   a r ch itectu r es,  …  ( S h a li n i Mir le  Ga jen d r a )   2901   s u b - 6   GHz   an ten n tech .   C las s ic  4 d ip o le  an ten n as  o f ten   s tr u g g le  with   im p ed an ce   m atch in g   an d   r ad iatio n   p atter n   s tab ilit y ,   p ar ticu lar ly   f o r   5 s u b - 6   GHz   u s e.   T o   o v er co m th is ,   th d esig n   ad d s   co n n ec ted - r in g - s h ap ed   m etasu r f ac e   s tr u ctu r e   ac tin g   as  an   a r tific ial  m ag n et ic  co n d u cto r   ( AM C ) .   T h is   AM C   s etu p   s tead ily   h o ld s   r ad iatio n   p atter n s   with o u in cr ea s in g   an ten n h eig h t,  aid in g   r ea l - wo r ld   u s in   n ex t - g en   BS s .   T est s   v er if y   a n   8 0 . 7 im p ed an ce   b a n d wid th   ( 1 . 7 - 4 . 0   GHz ) ,   s tead y   h alf - p o wer   b ea m wid th   ( HPB W )   o f   7 0 °±5 °,   an d   r ea lis ed   g ain   o f   7 . 0 ± 1 . 0   d B i.  I ts   s tr aig h tf o r war d   b u ild   en s u r es  it  f its   s ea m le s s ly   with   4 G   an d   5 n etwo r k s ,   b o o s tin g   p o ten tial f o r   BS   s etu p s .       T ab le  2 .   o v er v iew  o f   an ten n ar r ay   co n f ig u r atio n s   an d   o p ti m is atio n   tech n iq u es   R e f e r e n c e   M e t h o d o l o g y   A d v a n t a g e s   S h o r t c o mi n g s   [ 1 9 ]   I n v e st i g a t e a x i a l   r a t i o   a n d   i mp e d a n c e   b a n d w i d t h   o v e r l a p   i n   p a t c h   a n t e n n a   a r r a y s .   U ses   L - t y p e   p r o b e   a n d   S R   f e e d i n g .   P r o v i d e a   m e t h o d   t o   i m p r o v e   a x i a l   r a t i o   b a n d w i d t h   i n   p a t c h   a n t e n n a s .   F a i l t o   a c h i e v e   a   2 0 o v e r l a p p i n g   b a n d w i d t h   e v e n   w i t h   S R   f e e d s .   [ 2 0 ]   I mp l e me n t D R A   t e c h n i q u e t o   e x p a n d   A R   b a n d w i d t h   t o   3 0 %.   A c h i e v e a   b r o a d e r   a x i a l   r a t i o   b a n d w i d t h   c o m p a r e d   t o   c o n v e n t i o n a l   p a t c h   a n t e n n a s.   D R A   t e c h n o l o g y   i s   c o mp l e x   a n d   c o s t l y ,   l i mi t i n g   sca l a b i l i t y .   [ 2 1 ]   U t i l i ses   a   3 D   h e l i c a l   st r u c t u r e   t o   a c h i e v e   a   2 0 3 - d B   a x i a l   r a t i o   b a n d w i d t h .   P r o v i d e s t a b l e   C P   r a d i a t i o n   c h a r a c t e r i s t i c s.   C o m p l e x   3 D   a sse mb l y   ma k e i t   d i f f i c u l t   t o   i m p l e me n t   a t   mm W a v e   f r e q u e n c i e s.   [ 2 2 ]   P r o p o ses   a   c i r c u l a r   p o l a r i ser   t o   c o n v e r t   LP   b e a ms i n t o   C P   b e a ms.   En h a n c e C P   r a d i a t i o n   w i t h o u t   mo d i f y i n g   t h e   a n t e n n a   st r u c t u r e .   I n t r o d u c e a d d i t i o n a l   l o ss   a n d   i n c r e a s e t h e   a n t e n n a 's   l o n g i t u d i n a l   si z e .   [ 2 3 ]   D e v e l o p s   a n   a p e r t u r e - c o u p l e d   M E   d i p o l e   a n t e n n a   a c h i e v i n g   a   2 4 . 9 %   i mp e d a n c e   b a n d w i d t h   a n d   1 7 . 3 3 - d B   a x i a l   r a t i o   b a n d w i d t h .   A c h i e v e s   w i d e b a n d   C P   r a d i a t i o n   w i t h   i mp r o v e d   i m p e d a n c e   mat c h i n g .   Li mi t e d   f l e x i b i l i t y   i n   d e si g n   a d j u s t me n t s   f o r   f u r t h e r   b a n d w i d t h   e n h a n c e me n t .   [ 2 4 ]   D e si g n s   a   4 × 4   S I W - f e d   M E - d i p o l e   a n t e n n a   u si n g   a n   S R   t e c h n i q u e   t o   e n h a n c e   C P   p e r f o r ma n c e .   A c h i e v e s   2 7 . 7 i m p e d a n c e   b a n d w i d t h   a n d   2 7 . 8 a x i a l   r a t i o   b a n d w i d t h ,   i mp r o v i n g   C P   st a b i l i t y .   S I W   st r u c t u r e s   h a v e   l i m i t e d   f l e x i b i l i t y ,   m a k i n g   i m p l e m e n t a t i o n   d i f f i c u l t   a t   mm W a v e   f r e q u e n c i e s.   [ 2 5 ]   P r o p o ses  a n   a p e r t u r e - c o u p l e d   c o m p l e me n t a r y   a n t e n n a   a c h i e v i n g   C P   r a d i a t i o n   a t   mm W a v e   f r e q u e n c i e s.   A c h i e v e a n   i m p e d a n c e   b a n d w i d t h   o f   3 3 . 8 a n d   a   3 - d B   a x i a l   r a t i o   b a n d w i d t h   o f   3 8 . 8 % .   I mp l e me n t a t i o n   a n d   f a b r i c a t i o n   c o m p l e x i t y   a t   h i g h   f r e q u e n c i e s.   [ 2 6 ]   D e v e l o p a   R o t m a n   l e n s - b a se d   mm W a v e   EH   s y st e o p e r a t i n g   a t   2 8   G H z .   P r o v i d e 8 0 °   a n g u l a r   c o v e r a g e   f o r   5 G   mm W a v e   EH .   Lo w   e f f i c i e n c y   ( 1 0 %   a t   1 0   d B i n p u t ) ,   d e s i g n   c o mp l e x i t y ,   a n d   h i g h   mu t u a l   c o u p l i n g .   [ 2 7 ]   Ex t e n d s   R o t m a n   l e n s   c o v e r a g e   a n g l e   t o   1 1 0 °   u si n g   a   f l e x i b l e   P C B   d e si g n .   En h a n c e a n g u l a r   c o v e r a g e   a n d   f l e x i b i l i t y .   B e a m   d e f l e c t i o n   i s   st i l l   l i mi t e d   t o   o n e   d i m e n s i o n ,   r e q u i r i n g   h i g h - f r e q u e n c y   c a p a c i t o r t o   b l o c k   D C   f e e d b a c k .   [ 2 8 ]   O p t i mi z e a   sh o r t - c i r c u i t   d i o d e   n e t w o r k   f o r   EH   r e c t i f i e r   c i r c u i t s.   R e d u c e s   l o sses   i n   r e c t i f i c a t i o n   p r o c e sse s.   R e q u i r e s   2 × ( N - 1 )   b y p a s d i o d e s ,   mak i n g   l a r g e - sc a l e   i m p l e me n t a t i o n i mp r a c t i c a l .   [ 2 9 ]   F u r t h e r   r e f i n e r e c t i f i e r   c i r c u i t   d e s i g n   f o r   R o t m a n   l e n s - b a s e d   R F   EH .   I mp r o v e s   r e c t i f i c a t i o n   e f f i c i e n c y .   S c a l a b i l i t y   i ssu e r e m a i n   d u e   t o   c o m p o n e n t   c o m p l e x i t y .       Dis cu s s e s   th d r awb ac k s   o f   co n v en tio n al  a r r ay   an ten n r eliab ilit y   ass ess m en tech n iq u es,   p ar ticu lar ly   th o s th at  r ely   o n   th n /k   s y s tem   an d   h av te n d en cy   t o   ex ag g er ate  r eliab ili ty   b y   ig n o r in g   th e   im p ac o f   m alf u n ctio n in g   tr a n s m it/re ce iv ( T /R )   m o d u les  [ 3 0 ] .   n o v el   r eliab ilit y   e v alu atio n   m et h o d   th a t   tak es  in to   ac co u n p e r f o r m an c v ar iatio n s   b r o u g h o n   b y   T / R   f ailu r es  at  v ar io u s   a r r ay   lo c atio n s   is   s u g g ested   in   o r d er   to   in c r ea s ac cu r ac y .   B y   ex am in in g   ev er y   p o s s ib le  co n d itio n   o f   th an ten n s y s tem ,   th is   ap p r o ac h   g u ar an tees  m o r ac c u r ate  d ep en d ab ilit y   e v alu atio n .   T h s y s tem   is   s ep ar ated   in to   s u b ar r ay s   f o r   lar g e - s ca l e   an ten n a r r ay s ,   an d   ea ch   s u b ar r ay   is   ass ess ed   s ep ar ately .   T h s tu d y   im p r o v es  t h o v er all  f au lt  to ler a n ce   m o d el  b y   in tr o d u ci n g   m in i m u m   f ailu r th r esh o ld   f o r   e v e r y   s u b ar r a y .   Acc o r d in g   to   s im u latio n   r esu lts ,   th is   m eth o d   p r o v id es  m o r r ea li s tic  r eliab ilit y   ass es s m en f o r   h ig h - d en s ity   an te n n d ep lo y m en ts   b y   lo wer i n g   o v er esti m atio n   er r o r s .   T h is   ap p r o ac h   is   esp ec ially   h elp f u f o r   p h ased   ar r a y   an d   h u g MI MO   s y s tem s ,   wh er s m o o th   o p er atio n   d ep e n d s   o n   ex ce llen d ep en d ab ilit y .   I n   [ 3 1 ]   o f f er s   th e   d esig n   o f   a   ze r o - o r d er   r eso n an t   an ten n b ased   o n   th e   co m p o s ite  r ig h t - lef t - h an d e d   ( C R L H)   c o n ce p t,  o p er atin g   at   3 0   GHz ,   to   f u r t h er   im p r o v e   p er f o r m an ce   in   s m all  m m W av ap p licatio n s .   T h an ten n a   u s es  m ir r o r - im ag C R L s tr u ctu r es  f o r   p atch - l ik r ad iatio n   a n d   is   co n s tr u cte d   with o u t   m etallic  v ias.  Dis p er s io n   d iag r am s ,   p ar am eter   ex tr ac tio n ,   a n d   s im ilar   cir cu it  m o d ellin g   a r u s ed   to   ex am in e   its   p er f o r m an ce .   W ith   an   8 7 % r ad iatio n   ef f icien cy   an d   r ea l is ed   g ain   o f   5 . 3 5   d B i,  th ex p e r im en tal  p r o to ty p en s u r es  ef f icien en er g y   u s e.   W ith   1 0   GHz   b an d wid th   an d   n o   s p u r io u s   r eso n an ce ,   th d esig n   ex h ib its   r eliab le  p er f o r m an ce   f o r   h ig h - f r eq u e n cy   ap p licatio n s .   Fu r th er m o r e ,   4 × 4   B u tler   m atr ix   is   u s ed   to   cr ea te  p ass iv b ea m f o r m i n g   ar r ay   th at  co n n ec ts   C R L an ten n as  to   p r o v i d b ea m - s ca n n in g   a n g le s   o f   1 2 °,  - 6 8 °,  6 4 °,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  15 ,   No .   3 J u n e   20 26 :   2 8 9 6 - 2 9 0 6   2902   an d   - 1 1 °.  As  a   s m all,   h ig h ly   e f f ec tiv s o lu tio n   f o r   n ex t - g e n e r atio n   wir eless   n etwo r k s ,   th r esu lts   v alid ate  th an ten n a' s   ap p licab ilit y   f o r   5 G,   wir eless   p o wer   tr an s f er ,   an d   I o T   s en s in g   ap p licatio n s .   I n   ad d itio n   to   tr ad itio n al  r eso n an an ten n as,  in   [ 3 2 ]   p r e s en ts   n ew  g r ap h en e - b ased   a n ten n th at  h as  f o u r   g r a p h en s h ee r ef lecto r s   an d   d ip o le.   I ca n   ad ju s its   b e am   d y n am ically   b y   tu n in g   its   ch em ical  p o ten tials   with   an   elec tr ic  f ield .   T h is   allo ws  f o r   3 6 0 °  az im u th al  b ea m   s teer in g   a n d   q u asi - o m n id ir ec tio n al,   o n e - d ir ec tio n al,   o r   t wo - d ir ec tio n al  b ea m   co m b in atio n s .   T o   f u r th er   in c r ea s th an ten n a' s   v er s atility ,   s ec o n d   g r ap h e n lay er   is   in co r p o r ate d   to   r eg u late  r ad iatio n   p atter n s   in   th elev atio n   p lan e.   Dep e n d in g   o n   th ac tiv atio n   r e g im e,   th an ten n a' s   v ar iab le  g ain   r a n g es  f r o m   0 . 8 6   to   1 . 6 3   d B wh en   o p er atin g   in   th 1 . 7 5 - 2 . 0 3   T Hz   f r e q u en c y   b a n d .   R ad iatio n   p r o p er ties   ar p r ed icted   u s in g   g r o u p - th eo r etica an aly tic  ap p r o ac h ,   wh ich   lo wer s   co m p u tatio n al  co m p lex ity   a n d   in cr ea s es  d esig n   ef f icien c y .   T h p r o p o s ed   g r a p h en e   an te n n f ac ilit ates  r ea l - tim b ea m   co n tr o l,  m a k in g   it  well - s u ited   f o r   T Hz   co m m u n i ca tio n ,   tr ac k i n g   m o v in g   tr an s m itter s ,   m ed ical  im ag in g ,   an d   s ec u r ity   s cr ee n in g   ap p licatio n s .   T h e   an ten n a' s   th eo r etica p er f o r m an c is   v alid ated   b y   n u m er ical  s im u latio n s ,   an d   f u r t h er   s tu d y   will c o n ce n tr ate  o n   i n cr ea s in g   r ad iatio n   ef f icie n cy   an d   ex p an d in g   its   p o s s ib le  u s es.   R esear ch   lo o k s   at  h o c o m m o n - m o d e   ( C M)   cu r r en ts   cr ea te  in ter f er en ce   b etwe e n   lo w - b a n d     ( 6 9 0 - 9 6 0   MH z)   an d   h ig h - b a n d   ( 1 , 8 1 0 - 2 , 6 9 0   MH z)   an ten n elem en ts ,   lead in g   to   p a tter n   d is to r tio n   in   m u ltib an d   b ase - s tatio n   an ten n as.  T o   f ix   th is ,   th h ig h - b an d   im p ed an ce   m atch in g   n etwo r k   ad d s   s p ec ial  CM   s u p p r ess io n   cir cu it  th at  s h if ts   th C r eso n an ce   f r eq u e n cy   awa y   f r o m   th lo w - b an d   ar ea .   T h is   m o d if icatio n   g r ea tly   en h a n ce s   lo w - b an d   r a d iatio n   p atter n s   an d   m in im is e s   u n d esire d   d is to r tio n s .   T h s u p p r ess io n   m eth o d   r ed u ce s   in ter ce ll  in ter f er en ce ,   im p r o v es  n etwo r k   p er f o r m a n ce ,   an d   g u ar an tees  s tab le  b ea m wid th   v ar iatio n   ( 6 5 °±5 °)  f o r   lo w - b an d   tr an s m is s io n s ,   ac co r d in g   to   ex p er im en tal  v alid atio n .   Hig h - b a n d   p er f o r m an ce   an d   ap p r o p r iate  im p ed a n ce   m atc h in g   ar m ain tain e d   wh ile  C cu r r en ts   ar ef f icien tly   s u p p r ess ed   u s in g   q u ar ter - wav ele n g th   s h o r lin e   with   ca p ac ito r .   T h is   m eth o d   is   id ea f o r   n ex t - g e n er atio n   5 BS s   b ec au s it  m ax im is es  m u ltib an d   an ten n a   ef f icien cy .   A   n ew  u ltra - wid e b an d   ( UW B )   an ten n a   with   a   s tr aig h tf o r war d   y et  ef f icien d esig n   is   p r esen ted   b y   [ 3 3 ]   in   r esp o n s to   th in cr ea s in g   n ee d   f o r   s m all,   f lex i b le,   an d   wid eb a n d   an ten n as.  T h a n ten n a   in co r p o r ates  s em i - cir cu lar   s tu b   a n d   tr ian g u lar   s lo ts   in to   tr a d itio n al  r ec tan g u lar   m o n o p o le  d esig n .   I is   m ad o f   f lex ib le  R o g er s   5 8 8 0   s u b s tr ate  with   lo d ielec tr ic  lo s s   a n d   n ar r o p r o f ile   ( 0 . 2 5 4   m m ) .   T h im p e d an ce   b an d wid th   is   g r ea tly   in c r ea s ed   b y   th ese  ch an g es,  s p an n in g   b r o ad   f r eq u e n cy   r an g o f   2 . 7 3 - 9 . 6 8   GHz .   T h an ten n a' s   s m all  1 5 ×2 0   m m ²  f o r m   f ac t o r   m a k es  it  id ea f o r   wea r ab le  tech n o lo g y   an d   f le x ib le   elec tr o n ics.  Per f o r m an ce   test s   v er if y   th at  t h an te n n a' s   m ec h an ical  r esil ien ce   an d   f le x ib il ity   ar m ai n tain ed   ev en   wh en   b en alo n g   th x   an d   y   ax es,  r esu ltin g   in   s tead y   r ad iatio n   ch ar ac ter is tics .   I is   g r ea o p tio n   f o r   s m all  wir eles s   co m m u n icatio n   s y s tem s   s in ce   it  p r o d u c es  an   o m n id ir ec tio n al  r a d iatio n   p atter n   with   a   m in im u m   g ain   g r ea ter   th a n   2 . 5   d B i.  Fu r th er m o r e,   th C PW   f ee d in g   ap p r o ac h   m a k es it e as ier   to   in teg r ate  with   elec tr ical  cir cu its ,   wh ich   in cr e ases   its   u s ef u ln ess   in   ap p licatio n s   f o r   f lex ib le  d ev ices  a n d   th n e x g e n er atio n   o f   th I o T .   I n   ad d itio n   to   p h y s ical  an ten n d esig n s ,   in   [ 3 4 ]   in tr o d u ce s   two   co m p u tat io n al  m eth o d s   f o r     n ea r - f ield   m o d ellin g   o f   s p atially   f ed   p lan ar   ar r a y   an ten n as.  On m o d el  r elies  o n   th an d   v ec to r   p o ten tials   to   cr ea te  r a d iatio n   e q u atio n s .   T h o th er   b u ild s   o n   s u p er p o s itio n   o f   f ar - f ield   c o n tr ib u t io n s   f r o m   s ep ar ate   ar r ay   m em b er s .   T h ese  ap p r o ac h es  s h o s tr o n g   alig n m en t ,   with   r elativ er r o r   u n d er   3 . 2 at  1 3 λ ,   d esp ite  d if f er en t   co r e   ass u m p tio n s .   Nex t,  th f aster   m o d el   h elp s   r ef in n ea r - f ield   b ea m - s h a p in g   f o r   5 G   m m W av e   s etu p s .   I t o p tim is es r ef lecta r r a y   lay o u ts   at  2 8   GHz   v ia  p h ase - o n ly   s y n t h esis   ( POS),   th en   ap p lies   th m eth o d   o f   m o m en ts   b ased   o n   lo ca p er io d icity   ( Mo M - L P)  f o r   m u lti - f r eq u en cy   twea k s .   T h is   d eliv er s   m ag n itu d r ip p le   u n d er   1 . 5   d B   an d   m ee ts   5 n ew  r ad io   ( NR )   n 2 5 7   b an d   s tan d ar d s .   T h o u tco m es  co n f ir m   th at  wid eb an d     n ea r - f ield   b ea m   s h ap i n g   s u its   s p atially   f ed   ar r ay   an ten n as,  o f f er in g   s o lid   ch o ice  f o r   b ea m f o r m in g   an d   ef f icien t m m W av in d o o r   n et wo r k s .   d esig n   p r o p o s es  5 m m W av g lass   an ten n a   p r i n ted   d ir ec tly   o n to   th ick   ca r   win d o ws,   elim in atin g   th n ee d   f o r   s tr u ctu r al  ch a n g es  o r   a d d - o n   p ar ts .   T h an te n n in c o r p o r ates  C P W ,   p r in ted   m o n o p o le,   p a r asit ic  elem en ts ,   lin ea r ly   ar r a n g ed   p atch   d i r ec to r ,   an d   g r i d - s lo tted   p at ch   r ef lecto r .   T h ese  d ir ec to r   an d   r ef lecto r   co m p o n en ts   b o o s b o r e - s ig h g ain   t o   s u p p o r s tr o n g   p e r f o r m an ce   i n   v eh icle  m m W av e   co m m u n icatio n .   T ests   s h o r ef lectio n   co ef f icien o f   - 3 3 . 1   d B   an d   p ea k   g ain   o f   6 . 2   d B at  2 8   GHz ,   co n f ir m in g   r eliab le  b r o ad b an d   o p er atio n   ac r o s s   2 4 . 1   GHz   to   3 1 . 0   GHz .   R ea l - wo r ld   b u ild in g   an d   test in g   m atch   th m o d els  clo s ely ,   p r o v in g   th an te n n h o ld s   s tea d y   ev e n   o n   lar g er   g lass   win d o ws.  I d eliv e r s   co n s is ten b o r e - s ig h g ain   o f   4 . 5   d B i,  m a k in g   it  well - s u ited   f o r   5 G - en ab le d   s m ar ca r s .   B ey o n d   ca r s ,   R EH   p lay s   k ey   r o le  in   p o wer in g   s elf - r elian I o T   an d   5 d e v ic es.  R esear ch   ex p lo r es  its   u s to   s u p p ly   wir eless   n etwo r k s   an d   I o T   s etu p s ,   p ar ticu lar ly   f o r   I n d u s tr y   4 . 0   n ee d s .   I s tr es s es  cr ea tin g   s y s te m s   th at  r u n   with o u t   u p k ee p ,   s av en er g y ,   a n d   cu r elian ce   o n   ca b les  o r   b atter ies.  Key   f o cu s es  in clu d b etter   ef f icien cy ,   cir cu lar   p o lar is atio n ,   an d   s m aller   s izes,  alo n g s id h an d lin g   r ec tifie r   n o n lin ea r ity ' s   im p ac o n   e n er g y   co n v er s io n .   T h e   wo r k   r ev iews  an ten n c o n f i g u r atio n s ,   im p e d an ce - m atc h in g   n etwo r k s ,   an d   r ec tifie r   d esig n s ,   with   s p ec ial  atten tio n   to   b io m ed ical  an d   I o T   u s es.  T ab le  3   o u tlin es a d v an ce d   an ten n a   d esig n s   an d   way s   to   o p tim is th em .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Hig h - g a in   a n ten n a   a r r a ys fo r   millimet r e - w a ve   en erg h a r ve s tin g :   a r ch itectu r es,  …  ( S h a li n i Mir le  Ga jen d r a )   2903   T ab le  3 .   Su m m a r y   o f   ad v an ce d   an ten n a   d esig n s   an d   o p tim is atio n   tech n iq u es   R e f e r e n c e   M e t h o d o l o g y   A d v a n t a g e s   S h o r t c o mi n g s   [ 3 5 ]   D e si g n a   su b - 6   G H z   M I M O   a n t e n n a   a r r a y   w i t h   e i g h t   t r a p e z o i d a l   s l o t   e l e m e n t a n d   L - sh a p e d   C P W   f e e d l i n e s.   A c h i e v e s   w i d e   b a n d w i d t h ,   h i g h   i so l a t i o n ,   a n d   p o l a r i sa t i o n   d i v e r si t y ,   o p t i m i se d   f o r   sm a r t p h o n e   i n t e g r a t i o n .   Li mi t e d   t o   su b - 6   G H z   f r e q u e n c i e s,   r e q u i r i n g   f u r t h e r   a d a p t a t i o n   f o r   mm W a v e   a p p l i c a t i o n s.   [ 3 6 ]   A n a l y s e n e a r - f i e l d   i m p u l se  r e s p o n s e s   i n   a   d o u b l e - sl o t   V i v a l d i   a n t e n n a   u si n g   EM   n e a r - f i e l d   d a t a .   P r o v i d e d e t a i l e d   i n si g h t i n t o   E M   e n e r g y   f l o w ,   o p t i mi s i n g   a n t e n n a   d i r e c t i v i t y   a n d   s t r u c t u r a l   p e r f o r m a n c e .   Th e   c o mp l e x i t y   o f   n e a r - f i e l d   mo d e l l i n g   m a y   l i m i t   p r a c t i c a l   i mp l e m e n t a t i o n   i n   l a r g e - sca l e   n e t w o r k s.   [ 3 7 ]   D e v e l o p s   a   w i d e b a n d   d u a l - p o l a r i s e d   d i p o l e   a n t e n n a   w i t h   a   m e t a s u r f a c e - b a s e d   A M C .   S t a b i l i ses   r a d i a t i o n   p a t t e r n s   w i t h o u t   i n c r e a s i n g   a n t e n n a   h e i g h t ,   a c h i e v i n g   8 0 . 7 i mp e d a n c e   b a n d w i d t h .   Li mi t e d   d i sc u ssi o n   o n   p e r f o r m a n c e   i n   h i g h l y   d e n se   u r b a n   e n v i r o n me n t w i t h   mu l t i p a t h   e f f e c t s.   [ 3 0 ]   Ev a l u a t e a r r a y   a n t e n n a   r e l i a b i l i t y   b y   c o n si d e r i n g   T/ R   mo d u l e   f a i l u r e s   a n d   su b a r r a y   d i v i s i o n .   I mp r o v e r e l i a b i l i t y   a ss e ssm e n t   f o r   massi v e   M I M O   a n d   p h a s e d   a r r a y   sy st e ms.   D o e s   n o t   a d d r e ss   h a r d w a r e - l e v e l   so l u t i o n f o r   mi t i g a t i n g   f a i l u r e s   i n   r e a l - t i m e   a p p l i c a t i o n s.   [ 3 1 ]   D e si g n s   a   z e r o - o r d e r   r e s o n a n t   a n t e n n a   a t   3 0   G H z   u si n g   C R LH   st r u c t u r e s,   a n a l y se d   t h r o u g h   e q u i v a l e n t   c i r c u i t   mo d e l l i n g .   O f f e r h i g h   e f f i c i e n c y   ( 8 7 %)  w i t h   st a b l e   1 0   G H z   b a n d w i d t h   a n d   b e a m - sca n n i n g   c a p a b i l i t i e s.   G a i n   r e ma i n m o d e r a t e   ( 5 . 3 5   d B i ) ,   l i mi t i n g   i t s   a p p l i c a t i o n   i n   h i g h - p o w e r   t r a n smiss i o n   sce n a r i o s.   [ 3 2 ]   D e v e l o p   a   g r a p h e n e - b a se d   T H z   a n t e n n a   w i t h   t u n a b l e   b e a m   c o n t r o l   v i a   e l e c t r i c   f i e l d   t u n i n g .   En a b l e 3 6 0 °   b e a st e e r i n g   w i t h   d y n a mi c   r a d i a t i o n   p a t t e r n   c o n t r o l ,   i d e a l   f o r   TH z   a p p l i c a t i o n s.   Lo w   g a i n   ( 0 . 8 6 - 1 . 6 3   d B i )   r e d u c e s   e f f i c i e n c y ,   r e q u i r i n g   f u r t h e r   i mp r o v e me n t f o r   l o n g - r a n g e   c o mm u n i c a t i o n .   [ 3 8 ]   P r o p o ses   a   CM   s u p p r e ss i o n   c i r c u i t   t o   mi t i g a t e   i n t e r f e r e n c e   i n   m u l t i b a n d   b a s e - st a t i o n   a n t e n n a s.   I mp r o v e n e t w o r k   p e r f o r m a n c e   b y   mi n i mi s i n g   C M   d i s t o r t i o n s   a n d   e n h a n c i n g   l o w - b a n d   st a b i l i t y .   F o c u ses  o n   s u b - 6   G H z   f r e q u e n c i e s,   r e q u i r i n g   a d a p t a t i o n s   f o r   mm W a v e   a n d   h i g h e r - f r e q u e n c y   n e t w o r k s .   [ 3 3 ]   D e si g n a n   U W )   f l e x i b l e   a n t e n n a   w i t h   a   C P W - f e d   s t r u c t u r e   o n   R o g e r 5 8 8 0   su b s t r a t e .   M a i n t a i n s   st a b l e   r a d i a t i o n   e v e n   w h e n   b e n t ,   e n su r i n g   f l e x i b i l i t y   a n d   r o b u st n e s s fo r   w e a r a b l e   d e v i c e s .   A   l o w e r   g a i n   ( > 2 . 5   d B i )   m a y   n o t   b e   s u f f i c i e n t   f o r   l o n g - r a n g e   w i r e l e s s a p p l i c a t i o n s.   [ 3 4 ]   D e v e l o p s   n e a r - f i e l d   mo d e l f o r   sp a t i a l l y   f e d   p l a n a r   a r r a y s ,   a p p l y i n g   P O S   f o r   b e a m   sh a p i n g .   A c h i e v e c o m p l i a n c e   w i t h   5 G   N R   n 2 5 7   b a n d ,   o p t i mi s i n g   b e a mf o r m i n g   f o r   i n d o o r   mm W a v e   n e t w o r k s.   M o d e l   c o m p l e x i t y   ma y   h i n d e r   r e a l - t i me  a d a p t a b i l i t y   i n   h i g h l y   d y n a mi c   e n v i r o n m e n t s.   [ 3 9 ]   P r o p o ses  a   g l a ss - i n t e g r a t e d   5 G   mm W a v e   a n t e n n a   f o r   v e h i c u l a r   a p p l i c a t i o n s.   P r o v i d e b r o a d b a n d   o p e r a t i o n     ( 2 4 . 1 - 3 1 . 0   G H z )   w i t h o u t   r e q u i r i n g   v e h i c l e   m o d i f i c a t i o n s .   B o r e - s i g h t   g a i n   ( 6 . 2   d B i )   r e ma i n s   mo d e r a t e ,   l i m i t i n g   l o n g - r a n g e   c o mm u n i c a t i o n   p o t e n t i a l .   [ 4 0 ]   R e v i e w R F   EH   f o r   I o a n d   5 G   n e t w o r k s,  h i g h l i g h t i n g   r e c t i f i e r   e f f i c i e n c y   a n d   mi n i a t u r i sa t i o n   c h a l l e n g e s.   I d e n t i f i e k e y   a d v a n c e me n t i n   i mp e d a n c e   m a t c h i n g ,   r e c t i f i c a t i o n ,   a n d   s e l f - p o w e r e d   I o sy s t e ms .   La c k e x p e r i me n t a l   v a l i d a t i o n   o f   p r o p o se d   t e c h n i q u e i n   l a r g e - sca l e   d e p l o y me n t s .       I n tr o d u ce s   b ea m f o r m in g   t r i - b an d   h ar v ester   d esig n ed   t o   ca p tu r e   R en er g y   f r o m   GSM - 9 0 0 ,     DC S - 1 8 0 0 ,   an d   W i - Fi - 2 4 0 0   f r eq u en cy   b an d s   [ 4 1 ] .   T h s y s tem   in teg r ates  n o v el  tr i - b an d   B u tler   m atr ix   with   asy m m etr ic  h y b r i d   co u p ler s ,   f u n ctio n in g   as  th b ea m f o r m in g   n etwo r k   t o   o p tim is s p atial  co v er ag wh ile   m ain tain in g   h ig h - g ain   E H.   Ad d itio n ally ,   th s tu d y   p r o p o s es  tr i - b an d   r ec tify i n g   cir cu it  f ea tu r i n g   a     s in g le - b r an ch   im p ed an ce   m at ch in g   n etwo r k ,   en s u r in g   ef f ic ien R F - to - DC   co n v er s io n   at  all  th r ee   f r eq u en c y   b an d s .   T h is   ap p r o ac h   en ab les   m u lti - f r e q u en c y   E H,   m ak in g   it  p ar ticu lar l y   v al u ab le  f o r   I o T   an d   s m ar W SN th at  o p er ate  ac r o s s   d iv er s f r eq u en c y   r an g es.  T o   f u r th e r   en h an ce   R FEH  ef f icien cy ,   in   [ 4 2 ]   p r esen ts     h ig h - g ai n   R FEH  cir cu it  th at  i n co r p o r ates  2 ×2   p atch   ar r a y   an ten n a,   r ef lect o r ,   an d   ca s ca d m icr o s tr ip     L - m atch in g   n etwo r k .   T h L - m atch in g   n etwo r k   s er v es  as  p ass iv v o ltag am p lifie r ,   b o o s tin g   th in d u ce d   v o ltag ac r o s s   th an ten n to   im p r o v o v er all  h ar v esti n g   p e r f o r m a n ce .   T h R FEH  r ec eiv er   is   f ab r icate d   o n   co s t - ef f ec tiv FR - 4   s u b s tr ate,   f ea tu r in g   d ielec tr ic  c o n s tan o f   4 . 6   a n d   a   co p p er   th ic k n es s   o f   0 . 0 3 5   m m .   T o   f u r th er   en h an ce   R F - to - DC   co n v er s io n   ef f icien cy ,   a   n o v el  m icr o s tr ip   v o ltag a m p lifie r   is   in teg r ated   in to   th e   r ec tifie r   cir cu it,  ac h iev i n g   t o tal  g ain   o f   3 0   d B   at  an   in p u p o wer   o f   - 3 0   d B m   with   a   1 -   lo ad .   T h is   ap p r o ac h   en s u r es  h ig h e r   p o w er   co n v er s io n   e f f icien cy ,   m ak in g   it  an   id ea ca n d id ate  f o r   lo w - p o wer   wir eless   ap p licatio n s   s u ch   as  r em o te   s en s in g ,   b atter y - f r ee   I o T   n o d es,  an d   e n er g y - au to n o m o u s   co m m u n icatio n   n etwo r k s .   B ey o n d   m u lti - b a n d   an d   h ig h - g ain   h ar v esti n g   cir cu its ,   in   r esear ch er s   [ 4 3 ] [ 4 6 ]   in tr o d u ce s   a     lo w - p r o f ile   r ec ten n with   h ig h   g ain   an d   wid e   an g u lar   co v e r ag e,   s p ec if ically   d esig n ed   f o r   R FEH  an d   wir eless   p o wer   tr a n s m is s io n   ap p licatio n s .   T h e   s y s tem   f ea tu r es   c o m p ac tr av ellin g - wav a n ten n a   ar r ay   with   s p atially   m u ltip lex ed   r ad iatio n   p atter n s ,   en s u r in g   o p tim is ed   en er g y   r ec ep tio n   f r o m   m u ltip le  a n g les.  T o   im p r o v e   r ec tific atio n   ef f icien cy ,   m i n iatu r r ec tify in g   cir cu it  is   in teg r ated   with   DC   p o wer   co m b in er ,   d eliv er in g   s tab le  DC   o u tp u p o wer   d esp i te  v ar iatio n s   in   i n cid en R w av an g les  [ 4 7 ] [ 5 0 ] .   T h is   d e s ig n   ad d r ess es  th ch allen g o f   d ir ec tio n al   d e p en d en ce   in   R FEH,   en ab li n g   m o r e   ef f icien e n er g y   c ap tu r i n   d y n am ic   en v ir o n m en ts   s u ch   as sm ar t c i ties ,   au to n o m o u s   s en s o r   n etwo r k s ,   an d   wea r a b le  elec tr o n ics.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  15 ,   No .   3 J u n e   20 26 :   2 8 9 6 - 2 9 0 6   2904   2 . 3 .     Resea rc h g a p   Gain   v s .   b an d wid th   tr ad e - o f f   h ig h - g ain   an ten n ar r ay s   ty p ically   s u f f er   f r o m   n ar r o b an d wid th ,   lim itin g   m u lti - f r eq u e n cy   h a r v esti n g   ca p ab ilit y .   Nee d   f o r   h y b r id   r eso n a n s tr u ctu r es,  m etasu r f ac es,  o r   f r ac tal   d esig n s   to   ac h iev s im u ltan eo u s   h ig h   g ain   ( 3 0   d B i)   an d   w id b an d wid th   ( 2 0 %).   B ea m f o r m in g   ef f icien cy   f o r   EH .   Mo s b ea m f o r m in g   t ec h n iq u es  f o cu s   o n   co m m u n i ca tio n   r ath er   th an   en er g y   co ll ec tio n .   R esear ch   is   n ee d ed   in   ad a p tiv b ea m f o r m in g   th at  d y n am ically   alig n s   with   h ig h - p o we r   R s o u r ce s   f o r   m ax im u m   EH Ma ter ial  an d   f ab r icatio n   c h allen g es  co n v en tio n al  SIW,  L T C C ,   an d   g r a p h en e - b ased   an te n n as  ar e   co s tly   a n d   d if f icu lt  to   s ca le.   Nee d   f o r   lo w - co s t,  f lex ib le,   an d   s ca lab le  s u b s tr ates  to   en a b le  m a s s   p r o d u ctio n   an d     r ea l - wo r ld   d e p lo y m e n t.  Scalab ilit y   o f   lar g e - s ca le  m m W av e   EH   n etwo r k s .   T h i m p lem en t atio n   o f   m u lti - n o d e   R h ar v esti n g   g r id s   r em ain s   u n d er e x p lo r e d .   Fu tu r s tu d ies  s h o u ld   f o cu s   o n   d is tr ib u ted   EH   ar ch itectu r es  f o r   lar g e - s ca le  6 n etwo r k s .       3.   CO NCLU SI O N   m m W av EH   h as  e m er g ed   as  p r o m is in g   s o lu tio n   to   ad d r ess   th g r o win g   d e m an d   f o r     s elf - s u s tain in g   wir eless   p o wer   in   5 G/6 n etwo r k s ,   I o T   ec o s y s tem s ,   an d   s m ar s en s o r   ap p l icatio n s .   T h is   s tu d y   co m p r eh e n s iv ely   r ev iews  h ig h - g ain   an ten n ar r ay s ,   b ea m f o r m in g   tech n i q u es,  a n d   m u lti - f r eq u e n cy   r ec ten n a   ar ch itectu r es,  h ig h lig h tin g   th eir   r o le  in   o p tim is in g   R F - to - DC   co n v er s io n   ef f icien c y .   Desp ite  s ig n if ican t   ad v an ce m e n ts ,   k ey   ch allen g es  s u ch   as  g ain - b a n d wid th   tr ad e - o f f s ,   m ater ial  co n s tr ain ts ,   s ca lab ilit y   is s u es,  an d   r ea l - wo r ld   d ep lo y m en lim itatio n s   r em ain   u n r eso lv ed .   T o   b r id g th ese  g ap s ,   f u tu r r esear ch   m u s f o cu s   o n   AI - d r iv en   a d ap tiv b ea m f o r m in g ,   in tellig en m etasu r f ac e - ass is ted   r ec ten n as,  h y b r id   m u lti - b an d   h a r v esti n g   ar ch itectu r es,  an d   co s t - ef f ec tiv f ab r icatio n   tec h n iq u es.   Ad d itio n ally ,   lar g e - s ca le  ex p e r im en tal  v alid atio n   an d   in teg r atio n   with   ex is tin g   wir eless   n etwo r k s   ar es s en tial  f o r   p r ac tical  im p lem en tatio n .   Ad d r ess in g   th ese   ch allen g es  will  en ab le  th wi d esp r ea d   ad o p tio n   o f   ef f icien t,  s ca lab le,   an d   h ig h - p er f o r m an ce   m m W av EH   s o lu tio n s ,   p av in g   th way   f o r   b atter y - f r ee   I o T   d ev ice s ,   s m ar citie s ,   an d   n ex t - g en er atio n   wir eless   co m m u n icatio n   s y s tem s .       ACK NO WL E DG E M E NT   T h au th o r s   g r atef u lly   ac k n o wled g all  wh o   s u p p o r ted   th i s   r esear ch ,   esp ec ially   o u r   g u i d f o r   h is   co n tin u o u s   g u id a n ce ,   in s ig h ts ,   an d   en c o u r a g em en t.       F UNDING   I NF O R M A T I O N   No   f u n d in g   is   r aised   f o r   th is   r e s ea r ch .       AUTHO 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 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 o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Sh alin i M ir le  Gaje n d r a                               Nav ee n   Kale n ah alli  B h o g an n a                                 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   T h Au th o r   d ec lar es n o   co n f lict o f   in ter est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   No   d ataset  is   u tili s ed   in   th is   r esear ch .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Hig h - g a in   a n ten n a   a r r a ys fo r   millimet r e - w a ve   en erg h a r ve s tin g :   a r ch itectu r es,  …  ( S h a li n i Mir le  Ga jen d r a )   2905   RE F E R E NC E S   [ 1 ]   T.   A .   K h a n ,   A .   A l k h a t e e b ,   a n d   R .   W .   H e a t h ,   M i l l i m e t e r   w a v e   e n e r g y   h a r v e s t i n g ,   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   Wi r e l e ss  C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   9 ,   p p .   6 0 4 8 6 0 6 2 ,   S e p .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T W C . 2 0 1 6 . 2 5 7 7 5 8 2 .   [ 2 ]   J.  Zh a n g ,   X .   G e ,   Q .   Li ,   M .   G u i z a n i ,   a n d   Y .   Z h a n g ,   5 G   m i l l i m e t e r - w a v e   a n t e n n a   a r r a y :   d e s i g n   a n d   c h a l l e n g e s,   I EEE  Wi r e l e s s   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   2 4 ,   n o .   2 ,   p p .   1 0 6 1 1 2 ,   A p r .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M W C . 2 0 1 6 . 1 4 0 0 3 7 4 R P .   [ 3 ]   H .   J .   B a s h e r l o u ,   N .   O .   P a r c h i n ,   a n d   C .   H .   S e e ,   A n t e n n a   d e s i g n   a n d   o p t i mi z a t i o n   f o r   5 G ,   6 G ,   a n d   I o T,   S e n s o rs ,   v o l .   2 5 ,   n o .   5 ,   F e b .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 5 0 5 1 4 9 4 .   [ 4 ]   Y .   Zh a n g ,   R .   H u a n g ,   G .   W a n g ,   Z.   H .   Ji a n g ,   a n d   W .   H o n g ,   A   l o w - c o st   p o l a r i z a t i o n   d e t e c t i o n   a p p r o a c h   e n a b l e d   b y   e n e r g y   h a r v e st i n g   me t a s u r f a c e :   c o n c e p t ,   d e s i g n ,   a n d   e x p e r i me n t ,   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   M i c r o w a v e   T h e o r y   a n d   T e c h n i q u e s ,   v o l .   7 2 ,     n o .   1 0 ,   p p .   6 1 7 4 6 1 8 6 ,   O c t .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T M TT. 2 0 2 4 . 3 3 8 1 9 8 1 .   [ 5 ]   S .   Z.   A sl a m,  A .   W i l c h e r ,   B .   C h a t t e r j e e ,   Y .   K .   Y o o n ,   D .   P .   A r n o l d ,   a n d   S .   S i n h a ,   C h a l l e n g e a n d   o p p o r t u n i t i e s   i n   D - b a n d   t r a n s mi t t e r   a r c h i t e c t u r e a n d   a n t e n n a   d e s i g n ,   i n t e g r a t i o n ,   a n d   sca l a b i l i t y   f o r   6 G   c o mm u n i c a t i o n s:   a   b r i e f   r e v i e w ,   I EEE   Ac c e ss v o l .   1 3 ,   p p .   3 3 8 4 9 3 3 8 7 3 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 5 . 3 5 4 2 7 7 1 .   [ 6 ]   D .   S u r e n d e r ,   M .   A .   H a l i m i ,   T.   K h a n ,   F .   A .   Ta l u k d a r ,   N a s i m u d d i n ,   a n d   S .   R .   R e n g a r a j a n ,   5 G / mi l l i me t e r - w a v e   r e c t e n n a   s y st e ms  f o r   r a d i o - f r e q u e n c y   e n e r g y   h a r v e st i n g / w i r e l e ss  p o w e r   t r a n sm i ssi o n   a p p l i c a t i o n s:   a n   o v e r v i e w ,   I EEE   A n t e n n a s   a n d   Pr o p a g a t i o n   Ma g a zi n e ,   v o l .   6 5 ,   n o .   3 ,   p p .   5 7 7 6 ,   J u n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M A P . 2 0 2 2 . 3 2 0 8 7 9 4 .   [ 7 ]   H .   Z h a n g ,   S .   H u a n g ,   C .   Ji a n g ,   K .   Lo n g ,   V .   C .   M .   Le u n g ,   a n d   H .   V .   P o o r ,   En e r g y   e f f i c i e n t   u ser  a ss o c i a t i o n   a n d   p o w e r   a l l o c a t i o i n   mi l l i met e r - w a v e - b a se d   u l t r a   d e n s e   n e t w o r k s   w i t h   e n e r g y   h a r v e s t i n g   b a s e   st a t i o n s,   I EE J o u rn a l   o n   S e l e c t e d   Ar e a i n   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   3 5 ,   n o .   9 ,   p p .   1 9 3 6 1 9 4 7 ,   S e p .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JS A C . 2 0 1 7 . 2 7 2 0 8 9 8 .   [ 8 ]   B .   X u ,   Y .   C h e n ,   J .   R .   C a r r i o n ,   J .   L o o ,   a n d   A .   V i n e l ,   E n e r g y - a w a r e   p o w e r   c o n t r o l   i n   e n e r g y   c o o p e r a t i o n   a i d e d   m i l l i m e t e r   w a v e   c e l l u l a r   n e t w o r k s   w i t h   r e n e w a b l e   e n e r g y   r e s o u r c e s ,   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   5 ,   p p .   4 3 2 4 4 2 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C E S S . 2 0 1 6 . 2 6 3 3 7 2 3 .   [ 9 ]   O .   L.   A .   Lo p e z ,   H .   A l v e s,  R .   D .   S o u z a ,   S .   M . - S a n c h e z ,   E.   M .   G .   F e r n a n d e z ,   a n d   M .   L . - A h o ,   M a ss i v e   w i r e l e s e n e r g y   t r a n sf e r :   e n a b l i n g   su st a i n a b l e   I o t o w a r d   6 G   e r a ,   I EE I n t e r n e t   o f   T h i n g J o u r n a l ,   v o l .   8 ,   n o .   1 1 ,   p p .   8 8 1 6 8 8 3 5 ,   Ju n .   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JI O T. 2 0 2 1 . 3 0 5 0 6 1 2 .   [ 1 0 ]   M .   M .   S a l e h ,   N .   A .   M u h a mm a d ,   N .   S e m a n ,   a n d   N .   I .   A .   A p a n d i ,   S t o c h a s t i c   g e o me t r y   a n a l y si s   o f   r e c o n f i g u r a b l e   i n t e l l i g e n t   su r f a c e - a ssi s t e d   mi l l i me t e r - w a v e   e n e r g y   h a r v e s t i n g   n e t w o r k s,   I E EE  Ac c e ss ,   v o l .   1 3 ,   p p .   4 7 3 7 5 4 7 3 8 8 ,   2 0 2 5 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 5 . 3 5 4 7 8 3 7 .   [ 1 1 ]   M .   A l o u z i ,   H .   Y a n i k o m e r o g l u ,   a n d   G .   K .   K u r t ,   A d a p t i v e   p h a s e   s h i f t e r s   f o r   h y b r i d   b e a mf o r mi n g   i n   mm W a v e   s y st e ms,”   I EE T ra n s a c t i o n o n   W i re l e ss  C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   2 4 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 0 4 1 1 1 6 ,   F e b .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TWC . 2 0 2 4 . 3 5 0 5 2 0 2 .   [ 1 2 ]   A .   F a r a h b a k h s h ,   D .   Z a r i f i ,   a n d   A .   U z   Za m a n ,   D - b a n d   h i g h - g a i n   p l a n e r   sl o t   a r r a y   a n t e n n a   u s i n g   g a p   w a v e g u i d e   t e c h n o l o g y ,   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   Pro p a g a t i o n ,   v o l .   7 3 ,   n o .   1 ,   p p .   5 9 4 5 9 9 ,   Ja n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA P . 2 0 2 4 . 3 4 8 1 9 0 9 .   [ 1 3 ]   Z.   X u ,   S .   X u ,   Y .   S h e n ,   S .   X u e ,   a n d   S .   H u ,   G a i n   e n h a n c e m e n t   o f   d u a l - p o l a r i z e d   2 - D   mu l t i b e a a n t e n n a   w i t h   t r a n smi t a r r a y ,   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   Pro p a g a t i o n ,   v o l .   7 2 ,   n o .   1 0 ,   p p .   7 5 7 4 7 5 8 3 ,   O c t .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA P . 2 0 2 4 . 3 4 4 2 2 9 3 .   [ 1 4 ]   Z.   Li u ,   X .   C h e n g ,   a n d   Y .   Y a o ,   A   n o v e l   w i d e b a n d   d u a l - c i r c u l a r l y   p o l a r i z e d   a r r a y   a n t e n n a   f o r   mi l l i me t e r - w a v e   c o mm u n i c a t i o n ,   I EEE  A n t e n n a a n d   Wi r e l e ss P ro p a g a t i o n   L e t t e rs ,   v o l .   2 3 ,   n o .   1 0 ,   p p .   3 2 3 2 3 2 3 6 ,   O c t .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / LA W P . 2 0 2 4 . 3 4 3 2 8 9 4 .   [ 1 5 ]   J.  K i a n d   H .   L.   L e e ,   H i g h   g a i n   p l a n a r   se g m e n t e d   a n t e n n a   f o r   mm W a v e   p h a se d   a r r a y   a p p l i c a t i o n s ,   I E EE   T ra n sa 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 .   7 0 ,   n o .   7 ,   p p .   5 9 1 8 5 9 2 2 ,   J u l .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA P . 2 0 2 2 . 3 1 4 2 3 3 3 .   [ 1 6 ]   W .   Z h a o ,   X .   L i ,   Z.   Q i ,   a n d   H .   Z h u ,   B r o a d b a n d   a n d   h i g h - g a i n   d u a l - p o l a r i z e d   a n t e n n a   a r r a y   w i t h   sh a r e d   v i a s   f e e d i n g   n e t w o r k   f o r   5 G   a p p l i c a t i o n s ,   I E 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 .   2 0 ,   n o .   1 2 ,   p p .   2 3 7 7 2 3 8 1 ,   D e c .   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / LA W P . 2 0 2 1 . 3 1 1 2 5 6 5 .   [ 1 7 ]   F .   D e n g   a n d   K .   M .   L u k ,   A   b r o a d b a n d   h i g h - g a i n   mu l t i b e a a mb i e n t   m i l l i me t e r - w a v e   e n e r g y - h a r v e s t i n g   s y st e m,”   I EEE  I n t e rn e t   o f   T h i n g J o u r n a l ,   v o l .   1 1 ,   n o .   3 ,   p p .   4 8 8 8 4 8 9 8 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J I O T. 2 0 2 3 . 3 3 0 1 5 3 6 .   [ 1 8 ]   N .   A .   M u h a mm a d ,   N .   S e ma n ,   N .   I .   A .   A p a n d i ,   a n d   Y .   L i ,   En e r g y   h a r v e st i n g   i n   s u b - 6   G H z   a n d   m i l l i m e t e r   w a v e   h y b r i d   n e t w o r k s,”   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   Ve h i c u l a r Te c h n o l o g y ,   v o l .   7 0 ,   n o .   5 ,   p p .   4 4 7 1 4 4 8 4 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TV T. 2 0 2 1 . 3 0 6 8 9 5 6 .   [ 1 9 ]   M .   L i   a n d   K . - M .   L u k ,   L o w - c o st   w i d e b a n d   m i c r o st r i p   a n t e n n a   a r r a y   f o r   6 0 - G H z   a p p l i c a t i o n s,   I E EE   T ra n s a c t i o n s   o n   An t e n n a s   a n d   Pro p a g a t i o n ,   v o l .   6 2 ,   n o .   6 ,   p p .   3 0 1 2 3 0 1 8 ,   J u n .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T A P . 2 0 1 4 . 2 3 1 1 9 9 4 .   [ 2 0 ]   M. - D .   Y a n g ,   Y . - M .   P a n ,   Y . - X .   S u n ,   a n d   K . - W .   Le u n g ,   W i d e b a n d   c i r c u l a r l y   p o l a r i z e d   s u b st r a t e - i n t e g r a t e d   e m b e d d e d   d i e l e c t r i c   r e so n a t o r   a n t e n n a   f o r   m i l l i m e t e r - w a v e   a p p l i c a t i o n s,   I EEE   T r a n s a c t i o n s   o n   A n t e n n a s   a n d   Pr o p a g a t i o n ,   v o l .   6 8 ,   n o .   2 ,     p p .   1 1 4 5 1 1 5 0 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA P . 2 0 1 9 . 2 9 3 8 6 2 9 .   [ 2 1 ]   C .   L i u ,   Y . - X .   G u o ,   X .   B a o ,   a n d   S . - Q .   X i a o ,   6 0 - G H z   LT C C   i n t e g r a t e d   c i r c u l a r l y   p o l a r i z e d   h e l i c a l   a n t e n n a   a r r a y ,   I EEE   T ra n s a c t i o n o n   A n t e n n a a n d   Pro p a g a t i o n ,   v o l .   6 0 ,   n o .   3 ,   p p .   1 3 2 9 1 3 3 5 ,   M a r .   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA P . 2 0 1 1 . 2 1 8 0 3 5 1 .   [ 2 2 ]   Y .   Li ,   Z .   N .   C h e n ,   X .   Q i n g ,   Z.   Zh a n g ,   J .   X u ,   a n d   Z.   F e n g ,   A x i a l   r a t i o   b a n d w i d t h   e n h a n c e me n t   o f   6 0 - G H z   s u b st r a t e   i n t e g r a t e d   w a v e g u i d e - f e d   c i r c u l a r l y   p o l a r i z e d   L TC C   a n t e n n a   a r r a y ,   I EEE   T ra n s a c t i o n o n   An t e n n a s   a n d   Pro p a g a t i o n ,   v o l .   6 0 ,   n o .   1 0 ,     p p .   4 6 1 9 4 6 2 6 ,   O c t .   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA P . 2 0 1 2 . 2 2 0 7 3 4 3 .   [ 2 3 ]   Z.   G a n ,   Z. - H .   Tu ,   Z. - M .   X i e ,   Q . - X .   C h u ,   a n d   Y .   Y a o ,   C o m p a c t   w i d e b a n d   c i r c u l a r l y   p o l a r i z e d   mi c r o s t r i p   a n t e n n a   a r r a y   f o r   4 5   G H z   a p p l i c a t i o n ,   I EEE  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 6 ,   n o .   1 1 ,   p p .   6 3 8 8 6 3 9 2 ,   N o v .   2 0 1 8 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA P . 2 0 1 8 . 2 8 6 3 2 4 3 .   [ 2 4 ]   B .   F e n g ,   J.  L a i ,   K .   L.   C h u n g ,   T . - Y .   C h e n ,   Y .   L i u ,   a n d   C . - Y. - D .   S i m ,   A   c o mp a c t   w i d e b a n d   c i r c u l a r l y   p o l a r i z e d   mag n e t o - e l e c t r i c   d i p o l e   a n t e n n a   a r r a y   f o r   5 G   mi l l i me t e r - w a v e   a p p l i c a t i o n ,   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 8 ,   n o .   9 ,     p p .   6 8 3 8 6 8 4 3 ,   S e p .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA P . 2 0 2 0 . 2 9 8 0 3 6 8 .   [ 2 5 ]   Z.   Ji ,   G . - H .   S u n ,   a n d   H .   W o n g ,   A   w i d e b a n d   c i r c u l a r l y   p o l a r i z e d   c o mp l e me n t a r y   a n t e n n a   f o r   mi l l i me t e r - w a v e   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   Pro p a g a t i o n ,   v o l .   7 0 ,   n o .   4 ,   p p .   2 3 9 2 2 4 0 0 ,   A p r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA P . 2 0 2 1 . 3 0 8 3 7 8 2 .   [ 2 6 ]   A .   E i d ,   J .   H e s t e r ,   a n d   M .   M .   T e n t z e r i s ,   A   s c a l a b l e   h i g h - g a i n   a n d   l a r g e - b e a m w i d t h   m m - w a v e   h a r v e s t i n g   a p p r o a c h   f o r   5 G - p o w e r e d   I o T ,   i n   2 0 1 9   I E E E   M T T - S   I n t e r n a t i o n a l   M i c r o w a v e   S y m p o s i u m   ( I M S ) ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 3 0 9 1 3 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M W S Y M . 2 0 1 9 . 8 7 0 0 7 5 8 .   [ 2 7 ]   A .   E i d ,   J.   G .   D .   H e st e r ,   a n d   M .   M .   Te n t z e r i s,  5 G   a s   a   w i r e l e ss   p o w e r   g r i d ,   S c i e n t i f i c   R e p o r t s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   J a n .   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 020 - 7 9 5 0 0 - x.   [ 2 8 ]   U .   O l g u n ,   C . - C .   C h e n ,   a n d   J.   L.   V o l a k i s,   I n v e st i g a t i o n   o f   r e c t e n n a   a r r a y   c o n f i g u r a t i o n s   f o r   e n h a n c e d   R F   p o w e r   h a r v e st i n g ,   I EEE  A n t e n n a a n d   Wi 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 0 ,   p p .   2 6 2 2 6 5 ,   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / LA W P . 2 0 1 1 . 2 1 3 6 3 7 1 .   [ 2 9 ]   A .   N .   P a r k a n d   J.   R .   S mi t h ,   A c t i v e   p o w e r   s u mm a t i o n   f o r   e f f i c i e n t   m u l t i b a n d   R F   e n e r g y   h a r v e st i n g ,   i n   2 0 1 5   I EEE  MTT - I n t e r n a t i o n a l   Mi c r o w a v e   S y m p o s i u m ,   M a y   2 0 1 5 ,   p p .   1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M W S Y M . 2 0 1 5 . 7 1 6 7 1 2 9 .   [ 3 0 ]   X .   H u a n g ,   S .   Zh u ,   a n d   G .   L i a n g ,   R e l i a b i l i t y   e v a l u a t i o n   m e t h o d   f o r   a r r a y   a n t e n n a   c o n s i d e r i n g   p e r f o r m a n c e   c h a n g e s ,   S e n so rs v o l .   2 4 ,   n o .   6 ,   M a r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 4 0 6 1 9 1 4 .   [ 3 1 ]   M .   P .   M o h a n ,   H .   C a i ,   A .   A l p h o n e s ,   a n d   M .   F .   K a r i m ,   mm W a v e   z e r o   o r d e r   r e s o n a n t   a n t e n n a   w i t h   p a t c h - l i k e   r a d i a t i o n   f e d   b y   a   B u t l e r   ma t r i x   f o r   p a ssi v e   b e a mf o r mi n g ,   S e n so rs ,   v o l .   2 3 ,   n o .   1 8 ,   S e p .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 3 1 8 7 9 7 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.