Antena MIMO miniaturizada de doble banda con alta ganancia y aislamiento para aplicaciones mm-wave

Este trabajo presenta una antena MIMO compacta de cuatro elementos y doble banda diseñada para aplicaciones en ondas milimétricas (mm-wave), con especial énfasis en sistemas de comunicación inalámbrica 5G. La antena propuesta ocupa un volumen ultra compacto de 15 × 15 × 0.8 mm³ (aproximadamente 0.55λ × 0.55λ × 0.03λ a 28 GHz), haciéndola altamente adecuada para su integración en dispositivos inalámbricos con espacio limitado. La antena opera eficientemente en dos bandas mm-wave, 29-31 GHz y 36.5-38.5 GHz, cubriendo asignaciones clave de frecuencia 5G NR-FR2. Incorporando ranuras colocadas estratégicamente y una estructura radiante compacta, la antena alcanza una ganancia realizada máxima de 8.1 dBi y 8.64 dBi en las bandas operativas baja y alta, respectivamente, manteniendo un fuerte aislamiento de puerto superior a 25 dB. Los resultados simulados y medidos muestran buen acuerdo, validando la efectividad del diseño propuesto. Una evaluación integral del desempeño MIMO confirma excelentes características de diversidad, con un coeficiente de correlación de envolvente (ECC) muy bajo menor a 0.001, una ganancia de diversidad (DG) alta de aproximadamente 9.99 dB, un coeficiente total de reflexión activa (TARC) mantenido dentro de -5 a 5 dB, y una baja pérdida de capacidad de canal (CCL) de 0.21 bit/s/Hz en las bandas operativas. Gracias a su tamaño compacto, alta ganancia, fuerte aislamiento y sólido desempeño MIMO, la antena propuesta es un candidato prometedor para mm-wave 5G de próxima generación y sistemas futuros de comunicación inalámbrica.