Perancangan dan Simulasi Antena Mikrostrip Patch Array 2x2 untuk 5G Sub-6 GHz pada Prototipe gNodeB Berbasis SDR
Artikel Sidebar
-
Antena, Mikrostrip Patch Array, 5G sub-6 GHz, gNodeB, SDR, CST Studio Suite
Abstrak
Guna menjawab kebutuhan akan antena directional dengan gain tinggi pada frekuensi sub-6 GHz, penelitian ini merancang dan mensimulasikan antena mikrostrip patch array 2×2 berbasis substrat FR4 untuk prototipe gNodeB 5G menggunakan Software Defined Radio (SDR) USRP B210. Antena ini menggunakan jaringan pencatu corporate feed dua tingkat berbasis Wilkinson Power Divider untuk mendistribusikan daya secara merata ke empat elemen patch. Simulasi dilakukan pada interval frekuensi 2–4 GHz menggunakan perangkat lunak CST Studio Suite 2025. Hasil simulasi menunjukkan bahwa antena beresonansi pada frekuensi 3,39 GHz dengan return loss (S11) sebesar −11 dB, VSWR 1,7, dan gain maksimum 9,808 dBi. Pola radiasi yang dihasilkan bersifat directional dan sesuai untuk aplikasi gNodeB 5G sub-6 GHz. Efisiensi total tercatat sebesar −8,846 dB, yang sangat dipengaruhi oleh rugi-rugi substrat FR4. Berdasarkan hasil tersebut, rancangan antena ini menunjukkan performa yang memadai untuk implementasi sistem SDR.
Artikel teks lengkap
Referensi
M. A. Saeed and A. O. Nwajana, “A review of beamforming microstrip patch antenna array for future 5G/6G networks,” 2023, Frontiers Media SA. doi: 10.3389/fmech.2023.1288171.
S. K. Ibrahim et al., “Design, Challenges and Developments for 5G Massive MIMO Antenna Systems at Sub 6-GHz Band: A Review,” Feb. 01, 2023, MDPI. doi: 10.3390/nano13030520.
K. B. Velip and S. Borkar, “Antenna Design for 4x4 MIMO 5G Communication,” Int. Res. J. Eng. Technol., 2022, [Online]. Available: www.irjet.net
C. A. Balanis, ANTENNA THEORY ANALYSIS AND DESIGN THIRD EDITION. [Online]. Available: www.copyright.com.
N. R. Noviansyah, A. Aryanti, and S. Soim, “Implementation and Evaluation of 5G Standalone Network Using Open5GS, srsRAN, and USRP B210 for Research Purposes,” JITE, vol. 9, no. 1, 2025, doi: 10.31289/jite.v9i1.15064.
D. M. . S. D. H. Pozar, “Microstrip Antennas: The Analysis and Design of Microstrip Antennas and Arrays,” New York, 1995.
T. Olawoye and P. Kumar, “A High Gain Antenna with DGS for Sub-6 GHz 5G Communications.”
A. Ramdedovic and Ş. T. Imeci, “High Gain Microstrip Quad Array Antenna for Sub-6 GHz 5G Applications,” Feb. 08, 2023. doi: 10.21203/rs.3.rs-2522110/v1.
A. K. Sharma, V. Sharma, and S. Singh, “Design and Fabrication of Mutually Coupled Feed Based Cantor Fractal Patch Antenna Array for Satellite Communication,” 2025.
Akande Ademola, Fawole Ayobami, Olayiwola Olanike. G, Kolawole Tolulope, and Adeniji Aderogba, “Investigation of FR4 Substrate Effects on Elliptical Patch Antenna Design for 5G Applications,” Int. J. Sci. Res. Comput. Sci. Eng. Inf. Technol., vol. 11, no. 2, pp. 423–431, Mar. 2025, doi: 10.32628/cseit2511143.
G. Immadi, M. V. Narayana, A. Navya, and P. Anusha, “Dual feed -shaped patch antenna for 5G applications.,” 2021.
D. Tushar, N. Pradhan, and S. Singh, “A Design of 2 2 Element MIMO Antenna with Novel Gain for 28/38 GHz 5G Applications,” in International Conference on VLSI, Communication and Signal processing, 2024, pp. 257–270.
H. Alwareth, I. M. Ibrahim, Z. Zakaria, A. J. A. Al-Gburi, S. Ahmed, and Z. A. Nasser, “A Wideband High-Gain Microstrip Array Antenna Integrated with Frequency-Selective Surface for Sub-6 GHz 5G Applications,” Micromachines, vol. 13, no. 8, Aug. 2022, doi: 10.3390/mi13081215.
A. Jamal Abdullah Al-Gburi, I. Mohd Ibrahim, Z. Zakaria, and E. Bt Abdul Halim, “Microstrip Patch Antenna Arrays Design For 5G Wireless Backhaul Application At 3.5 GHz.”
T. Y. Huang and Y. J. Lee, “Design of Microstrip Antenna Arrays with Rotated Elements Using Wilkinson Power Dividers for 5G Customer Premise Equipment Applications,” Int. J. Antennas Propag., vol. 2024, 2024, doi: 10.1155/2024/2945195.
K. Prasad, A. Jeevan Reddy, B. Vasavi, Y. Suguna Kumari, and K. Subramanyam Raju, “Design and simulation of 2x2 microstrip patch array antenna for 5G wireless applications,” in International Conference on Communications and Cyber Physical Engineering 2018, 2023, pp. 451–461.
D. A. Jiménez, A. Reyna, L. I. Balderas, and M. A. Panduro, “Design of 4 × 4 Low-Profile Antenna Array for CubeSat Applications,” Micromachines, vol. 14, no. 1, Jan. 2023, doi: 10.3390/mi14010180.
B. I. K. Khayal and A. Elrouby, “Broadband Dual-Polarized Aperture-Coupled Patch Antenna for 5G Applications,” Int. J. Res. Appl. Sci. Eng. Technol., vol. 10, no. 8, pp. 666–671, Aug. 2022, doi: 10.22214/ijraset.2022.46234.
S. I. Siddiqui, S. Bashir, A. Khan, S. Ghafoor, and I. Aziz, “A dual-band high-gain beam steering antenna array for 5G Sub-6 GHz base station,” Sci. Rep., vol. 14, no. 1, Dec. 2024, doi: 10.1038/s41598-024-75822-2.
D. Barad, J. C. Dash, D. Sarkar, and P. Srinivasulu, “Dual-band dual-polarized Sub-6 GHz phased array antenna with suppressed higher order modes,” Sci. Rep., vol. 14, no. 1, Dec. 2024, doi: 10.1038/s41598-024-56218-8.
Penulis
Hak Cipta (c) 2026 M. Fhadli Haryadi, Lindawati Lindawati, Sopian Soim
Artikel ini berlisensi Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Hak cipta berada di tangan penulis
Artikel yang terbit dapat digunakan di bawah lisensi Creative Commons Atribusi Non-Komersial 4.0 InternasionalÂ
Anda diperbolehkan:
Berbagi menyalin dan menyebarluaskan kembali materi ini dalam bentuk atau format apapun;
Adaptasi menggubah, mengubah, dan membuat turunan dari materi ini
Pemberi lisensi tidak dapat mencabut ketentuan di atas sepanjang Anda mematuhi ketentuan lisensi ini.
Berdasarkan ketentuan berikut:
Atribusi Anda harus mencantumkan nama yang sesuai, mencantumkan tautan terhadap lisensi, dan menyatakan bahwa telah ada perubahan yang dilakukan. Anda dapat melakukan hal ini dengan cara yang sesuai, namun tidak mengisyaratkan bahwa pemberi lisensi mendukung Anda atau penggunaan Anda.
NonKomersial Anda tidak dapat menggunakan materi ini untuk kepentingan komersial.