Antena MIMO miniaturizada de banda dupla com alto ganho e isolamento para aplicações em ondas milimétricas

Este trabalho apresenta uma antena MIMO compacta de quatro elementos e banda dupla, projetada para aplicações em ondas milimétricas (mm-wave), com ênfase particular em sistemas de comunicação sem fio 5G. A antena proposta ocupa um volume ultracompacto de 15 × 15 × 0,8 mm³ (aproximadamente 0,55λ × 0,55λ × 0,03λ a 28 GHz), tornando-a altamente adequada para integração em dispositivos sem fio com restrição de espaço. A antena opera eficientemente em duas bandas de mm-wave, 29-31 GHz e 36,5-38,5 GHz, cobrindo distribuições-chave de frequência 5G NR-FR2. Ao incorporar ranhuras estrategicamente posicionadas e uma estrutura radiante compacta, a antena alcança um ganho realizado máximo de 8,1 dBi e 8,64 dBi nas bandas de operação inferior e superior, respectivamente, mantendo forte isolamento de portos superior a 25 dB. Resultados simulados e medidos demonstram boa concordância, validando a eficácia do projeto proposto. Uma avaliação abrangente do desempenho MIMO confirma características excelentes de diversidade, com coeficiente de correlação de envelope (ECC) muito baixo, inferior a 0,001, alta ganho de diversidade (DG) de aproximadamente 9,99 dB, coeficiente de reflexão ativo total (TARC) mantido entre -5 a 5 dB e baixa perda de capacidade de canal (CCL) de 0,21 bit/s/Hz nas bandas de operação. Devido ao seu tamanho compacto, alto ganho, forte isolamento e robusto desempenho MIMO, a antena proposta é uma candidata promissora para sistemas de comunicação sem fio de próxima geração mm-wave 5G e futuros.