## A NTENA MIMO-UWB 4 X 4 D UAL B ANDS N OTCHED DENGAN M ENGGUNAKAN M ETODE EBG DAN S LITS
4 X 4 D UAL B ANDS N OTCHED MIMO-UWB A NTENNA U SING EBG AND S LITS M ETHOD
Wahdina Jamil 1a *, Firdaus Nursal 2b , Yulindon 3b
a Politeknik Negeri Padang, Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro, Kampus Limau Manis, Padang, 25163
b Politeknik Negeri Padang, Jurusan Teknik Elektro, Kampus Limau Manis, Padang, 25163
e-mail: dinajamil919@gmail.com, firdaus@pnp.ac.id, yulindon@pnp.ac.id

## A BSTRACT
In this paper, a Multiple-Input-Multiple-Output (MIMO) antenna that can work in Ultra-Wideband (UWB) technology is presented. The antenna can work in frequencies of 3.1-10.6 GHz, has dual bands notched, and in small dimensions at once. The antenna is made in size 34 x 34 x 1.6 mm using a 4-element planar monopole antenna with L-shape and C-shape slits on the radiator. This antenna research was designed and  simulated  using  CST  Studio  Suite  2019.  The  ground  plane  on  the  rhombic  slot-shaped  antenna  by utilizing  the  slot  on  the  antenna  radiator  produces  notched  bands  from  simulations  at  3.39-3.64  GHz (WiMAX) and 4.57-5.82 GHz (WLAN). The fabricated antenna has a bandwidth impedance value through S11 <-10 dB in the range of 2.7-12 GHz, including the frequencies of the generated notched bands. With the resulting bandwidth impedance reaching -50 dB at a frequency of 3.05 GHz. This UWB MIMO antenna produces Envelope Correlation Coefficient (ECC) < 0.4, forms an omni-directional radiation pattern, has a gain of 2.6 times at a frequency of 7.01 GHz, a consistent VSWR value of 1.6 at a frequency of 5.6-12 GHz outside of the resulting notched bands, and a Total Active Reflection Coefficient (TARC) that reaches -24 dB at a frequency of 7.2 GHz. The results of this paper can be an illustration in making UWB MIMO antennas  that  have  dual  bands  notched  with  small  dimensions  and  complex  antenna  performance  that works well in UWB applications.
Keywords: UWB MIMO Antenna; Dual Bands Notched; 4 Elements; Small Dimension.

## I. P ENDAHULUAN
Teknologi  Ultrawideband  (UWB)  menjadi bidang  penelitian  yang  menarik  dalam  beberapa tahun  kebelakang  ini  [1].  Teknologi  UWB menghasilkan  banyak  keunggulan  diantaranya kapasitas  yang  besar,  data  rate  tinggi,  konsumsi daya  rendah,  kebal  terhadap  gangguan  sinyal, serta pemanfaatan kanal yang luas dan harga yang terjangkau [2]–[4]. Keunggulan lain dari teknologi UWB  juga  dapat  mengurangi  efek  multipath fading  antar  elemen  dan  teknologi  UWB mengirimkan  data  melalui  sinyal  pulsa  tanpa frekuensi pembawa sehingga tidak diperlukannya modulasi  dan  menghasilkan  durasi  yang  pendek serta  bandwidth  yang  lebar  [3],  [5]–[9]. Pengembangan  dari  teknologi  UWB  adalah penggabunggan  dengan  teknologi  lain  yang sehingga kerja dari UWB semakin optimal.
Teknologi  Multiple-Input-Multiple-Output (MIMO)  salah  satu  teknologi  yang  dapat
digabungkan dengan UWB. MIMO menghasilkan isolasi  yang  tinggi  antar  elemen  antena  [1]. Teknologi  MIMO  membawa  keuntungan  lain diantaranya  meningkatkan  kapasitas  kanal  dan menghasilkan  data  rate  yang  tinggi  dari  antena, dan  juga  efektif  dalam  menurunkan  efek  radiasi dari mutual coupling antar elemen antena [3], [4], [6], [10].
Tantangan yang utama dan juga menjadi daya tarik  dalam  melakukan  penelitian  MIMO-UWB yaitu  menghasilkan  ukuran  antena  yang  kecil, nilai mutual coupling rendah dan juga menghasilkan  notched  band  dalam  frekuensi UWB [4], [8].
Dalam  artikel  [1],  [3],  [7],  [11]–[14]  telah dibuat  antena  dengan  ukuran  tertentu.  Antena  4 port  dalam  ukuran  80x80 x1,6  mm  [1],  antena  4 port dengan ukuran 56x67x0,2 mm [14], antena 2 port  dibuat  dengan  ukuran  26x31x0,8  mm  [3], antena  4  port  dengan  ukuran  42x25x1,6  mm  [7]
antena 4 port dengan ukuran 39x39x1,6 mm [11] antena 2 port ukuran 23x26x0,8 mm [12], antena 2 port ukuran 35x35x1 mm [13].
Dalam  artikel  lainnya,  pembuatan  anten dengan  mutual  coupling  rendah  didapatkan dengan  teknik  yang  berbeda-beda  [3],  [7],  [11], [12],  [15]–[17].  Pembuatan  ground  stub(3,1- 11GHz) [3], menjadikan antena 4x4 (3,1-12 GHz) [7],  penempatan  antena  secara  orthogonal  (3- 12GHz)[11], modifikasi ground plane dengan slot bentuk-T dan penggunaan slot persegi vertical di tengah  ground  plane  menghasilkan  mutual coupling  rendah(3,1-10.6  GHz)  [12],  metal  strip pada  ground  (3,1-11  GHz  [15],  parasitic  strip bentuk-L  pada  ground(3,1-10,6  GHz  [16],  strips huruf-L  pada  ground  (2,93-20  Ghz)  [17], penempatakn  antena  secara  orthogonal  (3- 12Ghz)[12].
Dalam  penelitian  lainnya,  terdapat  beberapa teknik yang digunakan untuk menghasilkan bands notched  [12],  [15], [17].  Open  slot  pada  radiator menghasilkan bands notched pada WiMAX (5,15- 5,85  GHz)  dan  WLAN  (3,3-3,7  Ghz)  [15], penambahan  double  etching  slit  dengan  huruf-L pada  radiator  menghasilkan  bands  notched WLAN (5,09-5,8 GHz) dan IEEE INSAT/Super- Extended C-Band(6,3-7,27 GHz [17]
menambahkan  etching  slot  berbentuk  huruf-Z pada ground menghasilkan band notched WLAN (5,1 -5,9 GHz) [12].
Berdasarkan  referensi  diatas  didapatkan  dua desain  dengan  ukuran  kecil  dan  komponen  yang nyaris sama. Pada penelitian ini, diajukan sebuah antena  MIMO  UWB  yang  merujuk  pada  jurnal [18]  dengan  melakukan  miniaturisasi  antena MIMO  agar  mencapai  karakteristik dual  band notched. Antena  dengan  substrat  FR-4  dengan konstanta  dielektrik  4,4  dalam  dimensi  antena 34x34x1,6 mm. Antena tersusun dengan groundplane berupa rhombic slot yang menggabungkan ground dari  setiap  antena.  Dan menambahkan struktur Electromagnetic BnadGap Structure (EBG)  agar  menghasilkan  impedansi bandwidth yang lebih baik.

## II. M ETODE DAN B AHAN
Pada  pembahasan  ini  terkait  dengan  tahapan yang  dilakukan  dalam  membuat  antena  UWB- MIMO  dari  yang  dimulai  dengan  memodifikasi antena patch. Kemudian penjelasan antena MIMO dan  dilanjutkan  dengan  antena  UWB,  serta penggabungan antena UWB-MIMO.

## A. Desain Antena Patch
Antena patch terdiri dari 3 bagian penting yaitu substrat,  patch,  dan  ground  [9],  [19].  Dengan dimensi  antena  memiliki  Panjang(L)  dan  lebar (W) patch. Dimensi tersebut dapat dikalkulasikan
melalui rumusan antena yang memiliki ketebalan (h)  dan  konstanta  dielektrik ( 𝜀 𝑟 ) serta  frekuensi resonansi (fr) sebagai berikut [19].
𝑊 = 𝑐 2𝑓0 √ (𝜀𝑟+1) 2 (1)
𝜀 𝑟𝑒𝑓𝑓=( 𝜀𝑟 +1 2 )( 𝜀𝑟 − 1 2 )(1 +12 ℎ 𝑤 ) −1 2 ⁄ (2)
Dimana
𝐿 𝑒𝑓𝑓 = 𝑐 2𝑓𝑜√𝜀𝑟𝑒 (3)
𝛥𝐿 ℎ = 0,412(𝜀𝑟𝑒+0,3)( 𝑤 ℎ .0,264)
(𝜀𝑟𝑒−0,258)( 𝑤 ℎ + 0,8) (4)

## B. Sistem MIMO
Sistem  MIMO  memiliki  lebih  dari  1  antena/ multiple antena penerima dan pengirim sehingga menghasilkan  kecepatan  lebih  baik  dalam mengirimkan data [19]. Gambar 1. Diagram yang menjelaskan  sistem  komunikasi  MIMO.  Data input  yang  dikirimkan  akan  diparalelkan  dengan menghasilkan S1 sampai SNt dilanjutkan dengan data  yang  di  modulator  sebelum  dipancarkan melalui  antena  pengirim  (NT)  kemudian  akan diterima  oleh  antena  penerima  (NR)  dengan prosses yang sama sehingga menjadi data output [19].

## Gambar  1 Sistem pengirim dan penerima dalam MIMO
Kemudian  Gambar  2.  Melihatkan  diagram multiple  antena  dalam  bentuk  matriks.  Dapat dituliskan dalam matriks melalui persamaan [20]:
𝑦 = 𝐻𝑠 + 𝑛 (5)
Dimana
𝑦 = [𝑦 1 , 𝑦 2, 𝑦 3 , … , 𝑦 𝑁 𝑅 ] t , 𝑠 = [𝑠 1 , 𝑠 2, 𝑠 3 , … , 𝑠 𝑁 𝑇 ] t , 𝑛 = [ 𝑛 1 , 𝑛 2, 𝑛 3 , … , 𝑛 𝑁 𝑅 ] t
dengan  H  hasil  perkalian matriks  antara 𝑁 𝑅 𝑥 𝑁 𝑇 [20].

## G ambar  2 Diagram pembagian matriks channel antena
Prinsip dari multiple pada antena penerima dan pengirim  dapat  dibuatkan  pada    Gambar  3. Dimana  diagram  tersebut  menjelaskan  prinsip multiple  antena  dalam  mengirimkan  menerima data. Dengan sinyal yang diterima dikombinasikan  secara  linear.  Dengan 𝑁 𝑇 = 𝑁 𝑅 dan 𝑾 𝐻 = 𝐻 −1 sehingga W yang  merupakan weight  matriks jadi interchannel  interference dapat  dieliminasi  yang  secara  rumusan  berikut [20]:
𝑠̂ = 𝐻 −1 𝑦 (6)
𝑠̂ = 𝑠 + 𝐻 −1 𝑛 (7)
Jika 𝑁 𝑅 >   𝑁 𝑇 , maka weight matrix W dipilih sebgai pseudo inverse dari chanel matriks melalui persamaan (8):
𝑊 𝐻 = (𝐻 𝐻 𝐻) −1 𝐻 𝐻 (8)
Gambar  3 Diagram MIMO antena dengan multiple antena pengirim dan penerima

## C. Sistem Ultrawide-Band
UWB dengan mengirimkan data melalui sinyal pulsa  tanpa  frekuensi  pembawa  sehingga menghasilkan  durasi  yang  pendek  (picosecond  – nanosecond  atau  siklus  kerja  <0,5%)  sehingga sinyal  infomasi  dapat  dikirim  dan  diterima. Konsep  ini  berbeda  dengan  narrowband  atau wideband, yang mana narrowband dan wideband akan memodulasi sinyal informasi RF continuous- waveform  dengan  frekuensi  pembawa  tertentu sehingga informasi bisa dikirimkan dan diterima. Sinyal informasi continuous-waveform ini mempunyai  kekurangan  yaitu  mudah  mengalami deteksi dan intersepsi [5], [19].
Kelebihan  lain  dari  UWB  di  bandingkan dengan  narrowband  dan  wideband  adalah kapasitas  saluran  atau  data  rate  yang  dapat digunakan  sangat  lebar  dari  antena  UWB.
Menurut  Hartley-Shannon  kapasitas  dari  UWB dapat dituliskan dalm persamaan (9):
𝐶 = 𝐵 log 2 (1 + 𝑆𝑁𝑅) (9) Keterang: C = kapasitas channel
B = bandwidth SNR = signal noice to ratio
Dari persamaan tersebut kapasitas saluran dari UWB  berbanding  lurus  dengan  bandwidthnya. Dengan  UWB  yang  menggunakan  sinyal  pulsa sehingga bandwidth dari UWB akan menghasilkan  Gigabits  per  second (Gbps)  dalam melakukan transfer data [19].
Dengan UWB yang menggunakan sinyal pulsa dalam  mengirimkan  sinyal  informasi  maka mempengaruhi  dalam  pembuatan  desain  dan arsitektur  dari  antena  UWB  yang  menjadi  lebih simple  dan  lebih  murah  harganya  karena  tidak memerlukan amplifier dalam mengirimkan sinyal infomasi yang tanpa sinyal pembawa karena UWB yang  bekerja  dengan  daya  pancar  yang  rendah [19].
Pemanfaatan  dari  bandwidth  lebar  dari  UWB dalam  berbagai  pengaplikasian  diantaranya WiMAX  dalam  3,3  -3,7  GHz,  C-Band  ASEAN dalam 3,3 -3,8 GHz, Aplikasi 5G berada pada 4,5 –  5,5  GHz,  WLAN  dalam  5,15  –  5,875  GHz, Downlink Satelit ITU pada 7,2 – 7,7 GHz, dan X- Band pada 7,3 – 8,5 GHz [9], [20].
Dari  banyak  keunggulan  yang  dijabarkan diatas  membuat  UWB  juga  memiliki  tantangan yang kompleks karena sinyal UWB dengan daya pancar  yang  rendah  ini  akan  mudah  mengalami distorsi  dalam  mengirimkan  sinyal.  Kemudian membuat  UWB  yang  bekerja  dalam  multiple akses [19].

## D. Struktur antena UWB-MIMO
Ada  beberpa  parameter  yang  dapat  melihat kinerja dari MIMO-UWB antena, diantaranya:
1. Mutual  coupling,  yang  merupakan  penuruan dari performa antena pengaruh dari tegangan yang dihasilkan dari elemen yang berdekatan, sehingga  nilai  mutual  dapat  dilihat  dalam S12/S13 dengan nilai <-20dB [6]. Dari antena MIMO-UWB return loss juga parameter yang dapat  dilihat  dari  S-Parameters,  S11  dengan nilai S11<-10 dB[8].
2. Envelope Correlation Coefficient (ECC) ECC  dikalkulasikan  dengan  tujuan  melihat korelasi  antar  elemen  antena.  Dengan  nilai ECC  semakin  rendah  semakin  baik  yang artinya  setiap  antena  menerima  sinyal  yang berbeda  dengan  antena  yang  lain.  Dan  nilai ECC lebih rendah dari 0,5 [8].
Nilai  ECC  dapat  dihitung  melalui  S- parameter dengan persamaan dengan dara S-
Paramter  dari  data  real  dan  imajiner  dari kedua desain [8]:
𝐸𝐶𝐶 = |𝑆 ∗ 𝑖𝑖 𝑆 𝑖𝑗 +𝑆 ∗ 𝑗𝑖 𝑆 𝑗𝑗 | 2 (1−|𝑆 𝑖𝑖 | 2 −|𝑆 𝑗𝑖 | 2 ).(1−|𝑆 𝑗𝑗 | 2 −|𝑆 𝑖𝑗 | 2 ) (9)
3. Diversity Gain Parameter  yang  dapat  juga  dibandingkan dalam  melihat  kinerja  MIMO-UWB  adalah Diversity Gain. Yang dapat diambil dari data ECC  antena  yang  sebelumnya  diketahui. Sehingga  diversity  gain  dapat  dikalkulasikan melalaui persamaan berikut [1], [11]:
𝐷𝐺 = 10√1 −   𝐸𝐶𝐶 2
(10)
4. Total Active reflection correlation (TARC) Hasil  simulasi  dari  kedua  desain  dapat  juga diperoleh grafik TARC yang memperlihatkan bandwidth efektif yang bekerja antar elemen antena MIMO [1]. TARC sendiri merupakan nilai rasio  akar  kuadrat  dari  total  daya  yang dipantulkan dibagi dengan akar kuadrat dari daya insiden [8], [11].
TARC  juga  dipengaruhi  oleh  banyaknya elemen  dari  antena  yang  dibuat  dapat dihitung  secra  matematika  TARC  melalui rumusan (12) berikut [8].
𝑇𝐴𝑅𝐶 = √|𝒂| 𝟐 +|𝒃| 𝟐 +|𝒄| 𝟐 +|𝒅| 𝟐 2 (12)
Dengan: 𝑎 = 𝑆 11 + 𝑆 12𝑒 𝑗𝜃 + 𝑆 13𝑒 𝑗𝜃′ + 𝑆 14𝑒 𝑗𝜃 " 𝑏 = 𝑆 21 + 𝑆 22𝑒 𝑗𝜃 + 𝑆 23𝑒 𝑗𝜃′ + 𝑆 24𝑒 𝑗𝜃 " 𝑐 =  𝑆 31 + 𝑆 32𝑒 𝑗𝜃 + 𝑆 33𝑒 𝑗𝜃′ + 𝑆 34𝑒 𝑗𝜃 " 𝑑 =  𝑆 41 + 𝑆 42𝑒 𝑗𝜃 + 𝑆 43𝑒 𝑗𝜃′ + 𝑆 44𝑒 𝑗𝜃 "

## III. D ESAIN A NTENA
Pada  bagian  ini  pembuatan  antena  yang menggunakan  4  elemen  yang  dibuatkan  dalam dalam  ukuran  yang  sangat  kecil  yang  bertujuan melihat  performa  dari  antena  dalam  aplikasi MIMO-UWB.  Desain  yang  diteliti  merupakan desain  MIMO-UWB  yang  terbaru.  Dengan dimensi  dari  desain  34x34x1,6  mm  yang ditunjukkan Gambar 4.
Gambar  4 Dimensi antena yang dibuat
Desain  memiliki constant  dielectric ( 𝜀 𝑟 ) 4.4. Desain  membentuk  feedline  yang  disusun  saling tegak lurus dan bentuk radiator yang berupa patch dan  memiliki  dua etching  slits .  Bentuk  ground berupa  rhombic  slot  dengan  CST  Suite  Studio yang  digunakan  dalam  melakukan  simulasi  dari desain antena. Dan ukuran dari desain ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel  I Ukuran Desain Antena Label Dimensi (mm) Label Dimensi (mm) L 34 Wg 2,5 L1 8 W 3 L2 7 W1 5 L3 4,6 W2 3 L4 0,8 W3 0,4 L6 4,6 W5 7,2 L7 1,8 W6 0,4 L8 3,9 W7 4,8 R1 0,3 S2 8,5 S1 4,5

## A. Desain MIMO-UWB 4 -Elemen
Tahapan pembuatan desain MIMO-UWB yang dibandingkan  dimulai  dengan  pembuatan  antena monopole dengan ground penuh. Hasil return loss dari kedua desain dilihat dengan S11 pada Gambar 5  yang  menghasilkan  S11  yang  tidak  masuk kedalam  kategori  UWB  yang  memeiliki  return loss dibawah -10dB.

## Gambar  5 Simulasi antena konvensional
Perubahan  desain  selanjutnya  pada  Gambar  6, desain  menghasilkan  bandwidth  impedansi  pada frekuensi 3,8 dan 6,35 Ghz. Dan desain A antena b  ini  sudah  termasuk  ke  dalam  antena  UWB dengan  return  loss  yang  bagus  dalam  rentangan frekuensi  3,27-9,24  GHz.  Tahapan  menjadikan antena MIMO-UWB dapat dilakukan pada Desain A dengan melakukan penggandaan elemen patch tanpa  merubah  ukurannya  dengan  posisi  yang saling tegak lurus.
Gambar  6 Step perubahan antena menjadi UWB dan MIMO dilihat dari S11 dan S12/S13
B. Desain untuk Multiple Band Notched
Membandingkan dua desain yang menghasilkan  band  Notched  dalam  frekuensi kerja UWB dengan menambahkan double etching slits  pada  radioator  kedua desain  antena.  Double etching slits ini menghasilkan dual band notched dalam frekuensi UWB.
Desain  antena  yang  menghasilkan bands notched berada pada Gambar 7. Penambahan dua etching  slits  pada  radiator  antena  menghasilkan bands notched pada rentangan 3,39-3,64 GHz dan 4,57 – 5,82 GHz. Mellaui dimensi dari slits dalam mendesain  maka  dapat  dihitung  frekuensi resonansinya melalui [8]:
𝐿 𝑆 = 𝐿 6 + 𝐿 7 + 𝑊 5 (11) 𝐿 𝑆 = 𝐿 8 + 𝑊 7 (12)
𝑓 𝑆1 = 𝑐 4𝐿𝑆 √ 𝜀𝑟𝑒𝑓𝑓 (13)
Dimana 𝑓 𝑆1 adalah  frekuensi  resonansi  yang dicari  dari  2  slits  yang  desain.  Kemudian 𝜀 𝑟𝑒𝑓𝑓 adalah setangah dari 𝜀 𝑟 dari substrat 4,4 FR-4 dan 𝑐 adalah  kecepatan  rambat  Cahaya. 𝐿 𝑆 total Panjang  dari  setiap  slit  pada  radiator.  Dengan perhitungan masing-masing slits didapat frekuensi resonansi  pada  slits  huruf  -C  pada  3,7  GHz  dan dibandingkan dengan simulasi menghasilkan 3,51 Ghz.  Kemudian  slits  huruf-L  secara  perhitungan menghasilkan  pada  5,7  GHz  dan  dari  simulasi menghasilkan frekuensi 5,16 GHz.
Hasil  yang  didapat  memperlihatkan  data perhitungan dengansimulasi yang mendekati.
Gambar  7 perubahan Desain Antena dalam mencapai bands notched a) Tanpa slit b) slit huruf- C c) Double slit huruf-C dan huruf-L
C. Desain untuk Elektromagnetik Band-Gab
(EBG)
EBG yang ditambahkan pada Desain A dengan bentuk  huruf-H  dengan  bahan  metallic  dan terdapat  VIA  yang  terhubung  dari  patch  hingga ground  yang  menembus  substrat  dari  antena dengan bahan metal pada tengah EBG.
Gambar  11  a)  membandingkan  S11  desain tanpa  dan  dengan  menggunakan  EBG.  Dengan penambahan  EBG  pada  Desain  A  berpengaruh dalam  menghasilkan  impedansi  bandwidth  atau return  loss  yang  semakin  baik.  Dan  Gambar  12 pengaruh  perubahan  letak  dari  EBG  pada  patch dengan  semkain  besar  nilai  yang  menandakan letak  EBG  semakin  jauh  dari  setiap  feedline. Sehingga didapat nilai terbaik dalam meletakkan EBG pada Desain A.
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 S 1 1 ( d B ) Frequency (GHz) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 S P a ra m e te r( d B ) Frequency (GHz) S11 S12 S13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 S 1 1 ( d B ) Frequency (GHz) Desain A antena d Desain A antena e Desain A antena f
Gambar  8 Pengaruh penambahan EBG melalui S11 pada Desain A
Gambar  9 Hasil dari S11 terhadap posisi EBG

## IV. H ASIL DAN P EMBAHASAN
A. S-Parameters Desain dengan ukuran 34𝑥 34𝑥1,6 𝑚𝑚 menggunkan  jenis  substrat  FR-4.  Perbandingan yang dilakukan dari hasil simulasi dan pengukuran untuk  kedua  desain  melalui  S11  sebagai  nilai return  loss  dan  nilai  isolasi  antena  melalui S12/S13  seperti  yang  ditampilkan  pada  Gambar 13.  Dari  Gambar  13  a)  nilai  dari  return loss  dari antena  pada  2,6-9,88  GHz  nilai  yang  berada  di bawah  -10dB  dan  rentangan  tersebut  bands notched yang dihasilkan.

## a) b)
Gambar 10. Hasil akhir dari S-parameter final desain
a) S11 b) nilai S12/S13
Dari  Gambar  10  b)  dapat  dilihat  nilai  isolasi antar  elemen  antena  dan  juga  isolasi  antara
diagonal  elemen  antena.  Selanjutnya  hasil simulasi  dari  desain  antena  bands  notched  pada rentangan  3,39-3,64  GHz  dan  4,57  –  5,82  GHz yang termasuk kedalam frekeunsi UWB WiMAX dan WLAN.

## B. Envelope Correlation Coefficient (ECC)
Perbandingan ECC dari kedua antena ini dapat dilihat  dari  haisl  simulasi  dan  pengukuran  pada Gambar 11. Gambar 11 Desain antena menghasilkan  ECC  kurang  dari  0,04.  Nilai  ECC dari simulasi desain ini memiliki nilai ECC yang bagus <0,5.

## Gambar  11 Grafik ECC

## C. VSWR
Nilai  VSWR  dari  simulasi  dari  desain  dapat dilihat pada Gambar 15 dengan nilai VSWR yang baik  <2.  Kecuali  pada  rentangan bands  notched yang dihasilkan karena harus menolak sinyal pada frekuensi tersebut.

## Gambar  12 Grafik VSWR

## D. Diversity Gain
Hasil  dari  Diversity  Gain  dari  desain  melalui simulasi  dapat  dilihat  pada  Gambar  16.  Dengan nilai  DG  yang  <9.9  dBi  kecuali  pada  frekuensi bands notched .
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 S 1 1 ( d B ) Frequency (GHz) Desain A antena f tanpa EBG Desain B antena g dengan EBG 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 S 1 1 ( d B ) Frequency (GHz) 0 0.5 1.5 4.5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 S P a ra m e te r( d B ) Frequency (GHz) S11 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 S P a ra m e te r( d B ) Frequency (GHz) S12 S13 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 E C C s im u la s i frekuensi (GHz 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 V S W R s im u la s i Frequency (GHz) Simulasi

## Gambar 13 Diversity Gain

## E. Total Active Reflectioon Coefficient (TARC)
Pada Gambar 14 a) dan b) TARC dari Desain A dan B yang menghasilkan TARC<0 dB dalam rentangan frekuensi UWB dan bandwidth efektif memperlihatkan kedua desain MIMO-UWB baik dalam sistem MIMO.

## Gambar 14 TARC

## F. Pola Radiasi
Hasil  pada  Gambar  15  memperlihatkan  pola radiasi dari ke 2 desain dengan mengambil salah satu  port  dari  4  port  yang  ada  pada  desain.  Pola radiasi yang di ambil berupa bentuk horizontal dan vertikal.
Gambar    15  Nilai  pola  radiasi  kedua  desain  simulasi Desain A (Biru = horizontal; Merah = Vertikal)

## G. Perbandingan Kinerja Desain MIMO-UWB
Perbandingan  pembuatan  desain  antena  dari beberapa referensi dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel.2  perbandingan  dengan  jurnal  penelitian sebelumnya.
Ref Dimensi (mm) Bands Nocthed Range Bandwidth (GHz ) Frekuensi kerja (GHz) Mutual coupling (dB) [1] 80x80x1,6 WiMAX,B and untuk Military/ radar 3,3-3,7 8,2-8,6 2,1-20 <-25 Ref [6]  34x34x1,6 WiMAX WLAN X-Band 3,3-3,9 5-6 7,4-8,5 2,6-9,6 <-12,5 [11] 39x39x1,6 WiMAX WLAN X-Band 3,25-3,75 5,08-5,90 7,06-7,95 2,3- 13,75 <-22 [15] 27x30x0,8 WiMAX WLAN 3,30-3,70 5,15-5,85 3-11 <-20 [16] 30x40x 0,8 WiMAX WLAN 3,4-3,7 5,15-5,825 5,725-5,83 3,1- 10,6 <-15 [17] 18x34x 1,6 WLAN X-Band 5,1-5,8 6,7-7,1 2,9-20 <-22 [21] 26x26x0,762 WLAN X-Band 5,3-5,8 7,85-8,55 2,9- 11,6 <-16 Desain yang dibuat 34x34x1,6 WLAN C-Baand 3,45- 4,45 4,75-6,25 2,7-12 GHz <-16, 51

## V. K ESIMPULAN
Hasil  dari  membandingan  dua  desain  terbaru MIMO-UWB  dengan  4  elemen  antena  yang disusun  dalam  ukuran  yang  nyaris  sama didapatkan  return  loss  <-10dB  yang  bagus  dan saling  menghasilkan  dual  bands  notched  pada frekeunsi UWB yaitu pada WiMAX, WLAN, dan Downlink satelit untuk ITU. Hasil ECC dari setiap desain  <0.04.  dari  hasil  simulasi  dapat  dijadikan dan  dikembangkan  untuk  desain  antena  karena menghasilkan performa yang baik dalam MIMO- UWB.

## A CKNOWLEDGEMENT
Terimakasih kepada kampus Politeknik Negeri Padang yang telah menfasilitasi dan meng- support penelitian ini.

## R EFERENCES
[1]  V.  S.  D.  Rekha,  P.  Pardhasaradhi,  B.  T.  P. Madhav,  and  Y.  U.  Devi,  “Dual  Band Notched  Orthogonal  4-Element  MIMO Antenna with Isolation for UWB Applications,” IEEE  Access ,  vol.  8,  pp. 145871–145880, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3015020. [2]  S. Saleh, M. H. Jamaluddin, F. Razzaz, S. M. Saeed,  N.  Timmons,  and  J.  Morrison,
“Compactness and performance enhancement  techniques  of  ultra-wideband tapered  slot  antenna:  A  comprehensive
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9.8 9.82 9.84 9.86 9.88 9.9 9.92 9.94 9.96 9.98 10 Frekuensi D iv e rs it y G a in 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -25 -20 -15 -10 -5 0 TA R C ( d B ) Frequency (GHz) -89.5 -79 -68.5 -58 60 120 30 150 0 180 30 150 60 120 90 90 Horizontal Vertikal
review,” Alexandria  Engineering  Journal , vol. 74. Elsevier B.V., pp. 195–229, Jul. 01, 2023. doi: 10.1016/j.aej.2023.05.020.
[3] A. Khan, S. Bashir, S. Ghafoor, and K. K. Qureshi,  “Mutual  Coupling  Reduction Using Ground Stub and EBG in a Compact Wideband MIMO-Antenna,” IEEE Access , vol.  9,  pp.  40972–40979,  2021,  doi: 10.1109/ACCESS.2021.3065441.
[4] S.  Jayant  and  G.  Srivastava,  “Close- Packed Quad-Element Triple-Band- Notched  UWB  MIMO  Antenna  with Upgrading  Capability,” IEEE  Trans Antennas Propag , vol. 71, no. 1, pp. 353– 360, Jan. 2023, doi: 10.1109/TAP.2022.3222768. [5] “Introduction to Ultra-Wideband Communications,”  Nekoogar book,  2005, pp. 1–44.
[6] J. Zhu, S. Li, B. Feng, L. Deng, and S. Yin, “Compact  Dual-Polarized  UWB  Quasi- Self-Complementary
MIMO/Diversity Antenna with Band-Rejection Capability,” IEEE Antennas Wirel Propag Lett , vol. 15, pp. 905–908, 2016, doi: 10.1109/LAWP.2015.2479622. [7] G.  Srivastava  and  A.  Mohan,  “Compact
MIMO Slot Antenna for UWB
Applications,” IEEE  Antennas  Wirel
Propag Lett , vol. 15, pp. 1057–1060, 2016, doi: 10.1109/LAWP.2015.2491968.
[8] Z.  Chen,  W.  Zhou,  and  J.  Hong,  “A Miniaturized  MIMO  Antenna  with  Triple Band-Notched  Characteristics  for  UWB Applications,” IEEE  Access ,  vol.  9,  pp. 63646–63655, 2021, doi: 10.1109/ACCESS.2021.3074511. [9] A.  Arfianto,  Nurhayati,  L.  Anifah,  and  I
Gusti  PutuAsto  Buditjahjanto,  “Optimasi
Kinerja Antena Mikrostrip dengan Modifikasi Patch dan Ground Plane Untuk Aplikasi  Ultra-wideband  (UWB),” Jurnal Tekni Elektor , vol. 11 Nomor 1, pp. 155– 162, 2022.
[10] C.  R.  Medeiros,  E.  B.  Lima,  J.  R.  Costa, and  C.  A.  Fernandes,  “Wideband  slot antenna  for  WLAN  access  points,” IEEE
Antennas  Wirel  Propag  Lett ,  vol.  9,  pp. 79–82, 2010, doi: 10.1109/LAWP.2010.2043332. [11] Z. Tang, X. Wu, J. Zhan, S. Hu, Z. Xi, and Y.  Liu,  “Compact  UWB-MIMO  Antenna with  High  Isolation  and  Triple  Band- Notched  Characteristics,” IEEE  Access , vol.  7,  pp.  19856–19865,  2019,  doi: 10.1109/ACCESS.2019.2897170.
[12] H. T. Chattha, F. Latif, F. A. Tahir, M. U. Khan,  and  X.  Yang,  “Small-Sized  UWB MIMO  Antenna  with  Band  Rejection Capability,” IEEE  Access ,  vol.  7,  pp. 121816–121824, 2019, doi: 10.1109/ACCESS.2019.2937322. [13] A.  S.  Abd  El-Hameed,  M.  G.  Wahab,  A. Elboushi, and M. S. Elpeltagy, “Miniaturized  triple  band-notched  quasi- self  complementary  fractal  antenna  with improved characteristics for UWB applications,” AEU - International Journal of  Electronics  and  Communications ,  vol. 108,  pp.  163–171,  Aug.  2019,  doi: 10.1016/j.aeue.2019.06.016.
[14] A. Desai, J. Kulkarni, M. M.
Kamruzzaman, S. Hubalovsky, H. T. Hsu, and A. A. Ibrahim, “Interconnected CPW Fed  Flexible  4-Port  MIMO  Antenna  for UWB,  X,  and  Ku  Band  Applications,” IEEE  Access ,  vol.  10,  pp.  57641–57654, 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3179005.
[15] J. F. Li, Q. X. Chu, Z. H. Li, and X. X. Xia, “Compact  dual  band-notched  UWB MIMO antenna with high isolation,” IEEE
Trans Antennas Propag , vol. 61, no. 9, pp. 4759–4766, 2013, doi: 10.1109/TAP.2013.2267653. [16] J. Y. Deng, L. X. Guo, and X. L. Liu, “An Ultrawideband  MIMO  Antenna  with  a High  Isolation,” IEEE  Antennas  Wirel Propag  Lett ,  vol.  15,  pp.  182–185,  2016, doi: 10.1109/LAWP.2015.2437713.
[17] R.  Chandel,  A.  K.  Gautam,  and  K. Rambabu,  “Tapered  Fed  Compact  UWB MIMO-Diversity  Antenna  with  Dual Band-Notched Characteristics,” IEEE Trans Antennas Propag , vol. 66, no. 4, pp. 1677–1684, Apr. 2018, doi: 10.1109/TAP.2018.2803134. [18] A.  S.  Abd  El-Hameed,  M.  G.  Wahab,  A. Elboushi, and M. S. Elpeltagy, “Miniaturized  triple  band-notched  quasi- self  complementary  fractal  antenna  with improved characteristics for UWB applications,” AEU - International Journal of  Electronics  and  Communications ,  vol. 108,  pp.  163–171,  Aug.  2019,  doi: 10.1016/j.aeue.2019.06.016.
[19] A. Yuhanef, D. Meidelfi, and M. Silvana, “The Small UWB Monopole Antenna with Stable Omnidirectional Radiation Pattern,”
INTERNATIONAL
JOURNAL ON INFOMATICS  VISUALIZATION ,  vol.  6, no.  4,  pp.  815–820,  Dec.  2022,  [Online]. Available: www.joiv.org/index.php/joiv
[20] F. Nursal, R. Kurnia, and I. Elfitri, “Ultra Wideband  (UWB)  Multiple  Input  and Multiple Output (MIMO) Antenna Design :  A  Review,” Andalas  Journal  of
Electrical  and  Electronic  Engineering Technology , vol. 3, no. 1, pp. 35–43, May 2023, doi: 10.25077/ajeeet.v3i1.33.
[21] Z. Li, C. Yin, and X. Zhu, “Compact UWB MIMO Vivaldi Antenna with Dual Band- Notched  Characteristics,” IEEE  Access , vol.  7,  pp.  38696–38701,  2019,  doi: 10.1109/ACCESS.2019.2906338.