T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 ,   p p .   1 4 5 7 ~1 465   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 23 i 6 . 27311     1457       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   M eta m a te ria l - e n ha nced  f o ur - p o rt  M IM O   a ntenna  f o r 5G  c o m m uni ca tions   a 2 8 /3 8  G H z       Re m ili F a t i m a 1 ,   B o utt o ut  F a rid 1 ,   Dj ellid As m a 2   1 ET A   l a b o r a t o r y ,   D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c F a c u l t y   o f   Te c h n o l o g y ,   U n i v e r si t y   o f   M o h a me d   El   B a c h i r   El   I b r a h i m i - B o r d j   B o u   A r r é r i d j B o r d j   B o u   A r r é r i d j A l g e r i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c,  F a c u l t y   o f   T e c h n o l o g y U n i v e r si t y   o f   M o u h a me d   B o u d i a f   M 'S i l a M 'S i l a ,   A l g e r i a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   23 2 0 2 5   R ev i s ed   Sep   25 2 0 2 5   A cc ep ted   Oct   19 2 0 2 5       T h is  w o rk   p re se n ts  a   n o v e c o m p a c f o u r - p o rt  m u lt ip le - i n   m u lt ip le - o u t   ( M IM O )   a n ten n a   e n h a n c e d   w it h   m e ta m a t e rial  u n it   c e ll f o 5 G   m il li m e ter - w a v e   ( m m W a v e )   a p p li c a ti o n a t   2 8   a n d   3 8   G Hz .   Co m p a c M IM O   a n ten n a a m m Wav e   b a n d o f ten   su f fe f r o m   h ig h   m u tu a c o u p li n g ,   w h ich   d e g ra d e iso latio n   a n d   d iv e rsity   p e rf o r m a n c e .   T o   a d d re ss   t h is,  th e   p r o p o se d   d e s ig n   in teg ra tes   m e ta m a teri a lo a d i n g   a ro u n d   e a c h   ra d iati n g   e lem e n to   e ff e c ti v e l y   su p p re ss   c o u p li n g ,   e n h a n c e   iso la ti o n ,   a n d   im p ro v e   o v e ra ll   e ff icie n c y .   T h e   a n ten n a ,   m e a su rin g   2 7 × 2 7 × 0 . 8   m m ³ ,   is  im p le m e n ted   o n   a   f lex ib le  F R4 _ e p o x y   su b stra te  r= 4 . 4 ) ,   e n a b li n g   c o m p a ti b il i ty   w it h   p o r tab le  a n d   e m b e d d e d   d e v ice s.  F u ll - w a v e   si m u latio n p e rf o rm e d   in   b o th   A NSYS   h ig h - f re q u e n c y   stru c tu re   sim u lato r   ( H F S S )   a n d   c o m p u ter  sim u latio n   t e c h n o l o g y   ( CS T )   stu d io   su it e   c o n f irm   th e   e ff e c ti v e n e ss   o f   th e   a p p ro a c h ,   a c h iev in g   a n   e x c e p ti o n a ll y   lo w   e n v e lo p e   c o rre latio n   c o e f f icie n (ECC)  (0 . 0 0 0 1 ),   a   f iv e f o ld   re d u c ti o n   i n   c h a n n e c a p a c it y   lo ss   (CC L ) ,   a n d   a   w id e   i m p e d a n c e   b a n d w id th   o f   2 5 . 9 0 3 4 . 9 3   G Hz   w it h   | S 1 1 |   b e lo w   1 0   d in   b o th   o p e ra ti n g   b a n d s.   T h e   d e sig n   a lso   e x h ib i ts  sta b le  d irec ti o n a g a in   a n d   l o w   sid e lo b e s.   Co m p a re d   w it h   re c e n c o m p a c M IM a n ten n a re p o rte d   in   th e   li tera tu re ,   th e   p r o p o se d   c o n f ig u ra ti o n   o ff e rs  si g n if ica n tl y   i m p ro v e d   iso latio n ,   b a n d w id th ,   a n d   m e c h a n ica f le x ib il it y .   T h e se   f e a tu re m a k e   it   a   stro n g   c a n d id a te  f o in teg ra ti o n   in to   h ig h - c a p a c it y   5 G   m o d u les ,   p o rtab le  term in a ls,  a n d   c o m p a c in tern e o f   th in g s   ( Io T )   c o m m u n ica ti o n   sy ste m s .   K ey w o r d s :   E lectr o m a g n etic  s o f t w ar e   E q u iv ale n t c ir cu it   M m W av te c h n o lo g y     Mu ltip le - i n   m u ltip le - o u an ten n a   P lan ar   an ten n a   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 :   R e m ili Fati m a   E T A   lab o r ato r y Dep ar t m en t o f   E lectr o n ic ,   Fac u lt y   o f   T ec h n o lo g y   Un i v er s it y   o f   Mo h a m ed   E l B ac h ir   E l I b r ah i m i - B o r d j   B o u   A r r ér id j   B o r d j   B o u   A r r ér id j ,   A lg er ia   E m ail:  f ati m a. r e m i li @ u n i v - b b a. d z       1.   I NT RO D UCT I O   A cc o r d in g   to   r ec en s tatis tics   f r o m   t h I n ter n atio n a T elec o m m u n icatio n   U n io n   ( I T U ) ,   th n u m b er   o f   in ter n et  u s er s   w o r ld w id e x ce ed ed   5 . 3 5   b illi o n   in   J an u ar y   2 0 2 4 ,   r ef lectin g   g r o w i n g   d em a n d   f o r   w ir eles s   co m m u n icatio n   s y s te m s   ca p a b le  o f   d eliv er in g   h i g h   d at r a tes,  lo w   laten c y ,   an d   r o b u s r eliab ilit y   [ 1 ] .   Fifth - g en er atio n   ( 5 G)   n et w o r k s   ad d r ess   th i s   d e m a n d   b y   o f f er in g   s u b s ta n tial  i m p r o v e m en t s   i n   s p ec tr al  ef f icie n c y   an d   b ea m f o r m in g   o v er   p r ev io u s   g e n er atio n s   [ 2 ] [ 3 ] .   T o   f u r th er   s u p p o r 5 d ep lo y m e n t,  t h f ed er al   co m m u n icatio n s   co m m is s io n   ( FC C )   h as  in cr ea s ed   th all o ca ted   s p ec tr u m   to   4 0 0   MH z,   co m p ar ed   to   1 0 0   MH f o r   t y p ical  4 d ep lo y m e n ts   [ 4 ] [ 5 ] .   I n   m i lli m eter - w av ( m m W a v e )   s y s te m s ,   co m p ac m u ltip le - in p u m u ltip le - o u tp u ( MI MO )   an ten n as   ar cr itical  f o r   ac h iev in g   h i g h   ca p ac it y   an d   d en s co n n ec tiv it y .   Ho w e v er ,   th eir   clo s el y   s p ac ed   r ad iatin g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N : 1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 4 5 7 - 1 465   1458   ele m e n ts   o f te n   s u f f er   f r o m   s tr o n g   m u tu a co u p li n g ,   w h ic h   d eg r ad es  i s o latio n ,   in cr ea s es   co r r elatio n ,   an d   r ed u ce s   d iv er s it y   p er f o r m an ce   [ 6 ] - [ 8 ] Me tam ater ial s - en g in ee r ed   elec tr o m a g n e tic  s t r u ctu r es  o f f er   a n   attr ac tiv s o lu t io n   to   th is   ch all en g e,   as  th e y   p r o v i d p ass iv e,   co m p ac t,  an d   f r eq u en cy - s el ec tiv ap p r o ac h   to   s u p p r ess   s u r f ac c u r r en t s   an d   en h a n ce   is o lat io n   w it h o u t r eq u ir in g   co m p le x   cir cu i tr y   [ 8 ] ,   [ 9 ] .   T h is   w o r k   p r esen t s   co m p ac f o u r - e le m e n m m W a v MI MO   an ten n in   w h ic h   m eta m ater ial  u n i t   ce lls   ar s tr ate g icall y   in te g r at ed   ar o u n d   ea ch   r ad iati n g   ele m en to   m iti g at co u p lin g   w h ile   p r eser v in g   s m al f o o tp r in [ 10 ] [1 1 ] .   T h e   d e s ig n   is   e v a lu a t e d   th r o u g h   r e f l e c ti o n   c o ef f i c ie n t   S 11 ,   t r an s m is s i o n   c o e f f i ci en t   S 21 ,   an d   e n v e l o p c o r r e l a ti o n   c o ef f i ci en ( E C C )   t o   v e r if y   i ts   s u i ta b i l ity   f o r   n ex t - g en e r a ti o n   w i r el es s   s y s t em [1 2 ] [1 3 ] .   T h m ai n   co n tr ib u tio n s   o f   t h is   w o r k   ar e:   i)   a   co m p ac f o u r - e le m e n m m W av MI MO   an te n n i n te g r ated   w it h   m eta m ater ial  ce lls   f o r   i m p r o v ed   is o latio n ;   ii)  c o m p r eh en s i v p er f o r m a n ce   an al y s is   u s i n g   E C C   an d   c h a n n el   ca p ac it y   lo s s   ( C C L )   m etr ics ;   an d   iii)  v alid atio n   o f   th p r o p o s ed   d esig n   t h r o u g h h i g h - f r eq u en c y   s tr u ct u r e   s i m u lato r   ( HFS S)  / c o m p u ter   s i m u latio n   tec h n o lo g y   ( C ST )   s im u latio n s   an d   eq u i v ale n t c ir c u it  m o d eli n g .       2.   M E T H O   T h p r o p o s ed   an ten n w as  d e s ig n ed   t h r o u g h   s ix   f u n d a m e n t a s tep s ,   as   ill u s tr ated   i n   Fi g u r 1 .   I n   th e   f ir s s tep ,   th FR 4   s u b s tr ate  w it h   th ick n es s   o f   0 . 8   m m   a n d   d ielec tr ic  co n s tan o f   4 . 4   w as  p lace d .   I n   th s ec o n d   s tep ,   f ee d   lin w it h   co p p e r   cir cle  o n   th to p   s id w as  i n tr o d u ce d .   I n   th t h ir d   s tep ,   th ci r cle  w a s   m o d i f ied   i n to   cr esce n s h ap e   to   en h a n ce   t h a n te n n c h ar a cter is tics .   I n   t h f o u r th   s tep ,   s m al co p p er   cir cle   w a s   ad d ed   at  th ce n ter   o f   t h cr escen to   i m p r o v elec tr o m a g n et ic  co u p li n g .   I n   t h f i f th   s t ep ,   th b o tto m   s id o f   th an te n n w a s   co v er ed   w it h   f u ll  co p p er   lay er   to   r e d u ce   lo s s es  an d   i m p r o v r ad i atio n   p er f o r m an ce .   Fin all y ,   i n   t h s i x t h   s tep ,   s q u ar s lo w a s   etch ed   f r o m   th co p p er   lay er   o n   th e   b ac k   s id to   i m p r o v e   i m p ed an ce   m atch in g   an d   w id e n   th b an d w id t h .           ( a)   ( b )     Fig u r 1 .   Desig n   ev o l u tio n   an d   p er f o r m a n ce   o f   th p r o p o s ed   an ten n a;  ( a)   s i x   d esig n   s ta g es  an d   ( b )   s i m u la ted   r ef lectio n   co e f f ic ien t s   f o r   ea ch   s tag e       Fo llo w i n g   th e s d esig n   s tag e s ,   th o p tim ized   an te n n s t r u c t u r w a s   o b tain ed .   Fig u r 1 ( a)   illu s t r ates   th s ix   d esig n   s ta g es  o f   t h e   p r o p o s ed   an ten n a,   s h o w i n g   th e v o lu tio n   f r o m   th e   in iti al  to   th o p ti m ized   co n f i g u r atio n .   T h g ain   v al u es  at  ea ch   s tag ar p r esen t ed   in   T a b le  1 ,   w h ile  t h s i m u lated   r ef lectio n   co ef f icie n t   S 11   r esu lt s   ar e   illu s tr ated   in   Fi g u r 1 ( b )   to   h ig h li g h t h i m p ac o f   th e s s u cc es s iv m o d i f icat i o n s   o n   th a n te n n p er f o r m an ce .   I n   Fi g u r e s   2 ( a)   an d   ( b ) ,   th s im u lated   S - p ar a m eter   r esu lts   a r illu s tr ated   f o r   th e   p ar am etr ic  v ar iatio n s   o f   th le n g t h   an d   w id t h   o f   th etc h e d   s q u ar s lo o n   th g r o u n d   p lan e,   r esp ec tiv el y .   T h e   r esu lt s   d e m o n s tr ate  t h at  t h a n ten n m ai n tai n s   a   s tab le  r es o n an ce   w i th   o n l y   m in o r   f r eq u en c y   s h i f t s   u n d er   th ese  d i m e n s io n al  ch a n g es,  i n d icatin g   t h at  t h p r o p o s ed   s tr u ctu r e x h ib its   r o b u s t   i m p ed an ce   m atch i n g   a n d   r eliab le  p er f o r m a n ce .   T h is   p ar a m etr ic  s t u d y   f u r t h er   v alid at es  th ch o ice  o f   t h o p ti m ize d   d im e n s io n s   an d   co n f ir m s   t h r o b u s t n es s   o f   t h e   an ten n d esi g n .   T o   en h an ce   th e   an te n n p er f o r m a n ce ,   co n v en tio n al.   u n i ce ll  w as  e m p lo y ed   as  m e ta m ater ial   in cl u s io n .   I n   F i g u r e   3 ( a ) ,   t h e   p r o p o s e d   s p l it - r in g   r e s o n a t o r   ( SR R )   c e ll   is   s h o w n ,   w h i le   Fi g u r e   3 ( b )   i l lu s t r a t es   it s   e x t r a c t e d   e l e ct r o m a g n et i c   ch a r a c t e r is t i cs T h SR R   w as   d i r e c tly   a d o p t e d   f r o m   th e   s t an d a r d   HF SS   l i b r a r y   w ith o u a n y   g e o m e t r ic   m o d if i c at i o n s   an d   w as   p r in t e d   o n   th e   s am e   FR 4   s u b s t r at e   (  = 4 . 4   = 0 . 8   m m )   u s ed   f o r   th an te n n a.   T h SR R   c o n s is ts   o f   t w o   co n ce n tr ic  m etallic  r in g s   w it h   n ar r o w   s p l its ,   en ab lin g   s tr o n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         Meta ma teri a l - en h a n ce d   f o u r - p o r t MI MO a n ten n a   fo r   5 co mmu n ica tio n s   a t 2 8 /3 8   GH z   ( R emili  F a tima )   1459   r eso n an t   b eh a v io r   d u to   t h e   ca p ac itiv g ap   an d   th in d u ctiv lo o p ,   w h ic h   h elp s   s u p p r ess   s u r f ac e   w a v p r o p ag atio n   an d   co n s eq u en tl y   im p r o v e s   is o latio n   an d   b an d w id t h .   T h u n it  ce ll  w a s   s i m u lated   u n d er   p er io d ic  b o u n d ar y   co n d itio n s   u s i n g   wav p o r ts   to   ex tr ac its   S - p ar a m eter s ,   f r o m   w h ic h   th e f f ec tiv p er m it tiv it y   (  )   an d   p er m ea b ilit y   (  )   w er e   r etr iev ed   u s in g   t h s tan d ar d   m et h o d   [ 7 ] ,   [ 1 0 ] .   I n   ad d itio n ,   th e   d is p er s io n   d iag r a m   o f   th SR R   w as  o b tain ed   to   v er i f y   t h e   s to p b an d   ch ar ac ter is tics   w it h in   th 2 8 3 8   GHz   r an g e,   th er eb y   j u s ti f y in g   th i n teg r at io n   o f   SR R   ar r ay s   i n to   th an te n n g r o u n d   p lan to   a ch iev h ig h er   g ai n ,   i m p r o v ed   i m p ed an ce   m atc h in g ,   an d   r ed u ce d   m u tu a l c o u p lin g .       T ab le  1 .   Sim u lated   g ai n   f o r   th s ix   d esi g n   s tep s   V a r i a b l e   G a i n   S t e p   1   8 . 1   S t e p   2   7 . 3   S t e p   3   S t e p   4   S t e p   5   S t e p   6   6 . 8   6 . 4   4. 3   3 . 5           ( a)   ( b )     Fig u r 2 .   Si m u lated   r ef lectio n   co ef f icie n t s   o f   t h p r o p o s ed   a n ten n u n d er   d if f er en g eo m e t r ical  v ar iatio n s   ( a)   v ar iatio n   o f   th s lo t le n g t h   an d   ( b )   v ar iatio n   o f   th s lo w i d th           ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   Stru ct u r an d   elec tr o m ag n et ic  c h ar ac ter izatio n   o f   t h p r o p o s ed   SR R   u n it c ell ;   ( a)   g eo m etr y   o f   th u n i t c ell   an d   ( b )   r etr iev ed   elec tr o m a g n etic  p ar a m eter s       Fo r   clea r er   v ie w   o f   t h s tr u ctu r al  co n f ig u r atio n ,   Fi g u r e s   4 ( a)   an d   ( b )   s h o w   t h f r o n t   an d   b ac k   v ie w s   o f   th p r o p o s ed   MI MO   an t en n ele m e n w it h   i n teg r at ed   m eta m ater ial  ce ll s ,   w h ile  F ig u r e s   4 ( c)   an d   ( d )   p r esen t h co r r esp o n d in g   v ie w s   o f   t h a n ten n w it h o u m eta m ater ial  in te g r atio n .   T h is   co m p ar ati v e   illu s tr atio n   h i g h li g h ts   th p h y s ical  d if f er en ce s   b et w ee n   th s i m u lated   d esig n   an d   th f ab r icate d   p r o to ty p e,   as   w ell  as  t h p lace m e n an d   i m p ac o f   th m e ta m a ter ial  in cl u s io n s   w it h i n   th an ten n g eo m etr y .   Mo r eo v er ,   th f ab r icate d   p r o to ty p is   in cl u d ed   to   d em o n s tr ate  th f ea s ib ilit y   o f   i m p le m en t in g   th p r o p o s ed   an ten n a   s tr u ct u r e.   A lt h o u g h   e x p er i m e n tal  m ea s u r e m en ts   co u ld   n o t   b p er f o r m ed ,   th f ab r icatio n   co n f ir m s   th at   th e   an ten n ca n   b p r ac ticall y   r ea lized ,   s u p p o r tin g   t h v alid it y   o f   th s i m u la tio n - b ased   d esig n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N : 1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 4 5 7 - 1 465   1460           ( a)   ( b )   ( c)   ( d )     Fig u r 4 P r o p o s ed   an d   f ab r ic ated   MI MO   an ten n ele m en t d esig n s   w i th   a n d   w it h o u m eta m ater ial  u n it c el ls ( a)   p r o p o s ed   d esig n     f r o n t v i e w ,   ( b )   p r o p o s ed   d esig n     b ac k   v ie w ,   ( c)   f ab r icate d   d esig n   w it h o u m eta m ater ials     f r o n t v ie w ,   a n d   ( d )   f ab r icate d   d esig n   w it h o u m eta m ater ials     b ac k   v ie w       T h p r o p o s ed   M I MO   an ten n a   co n s is ts   o f   f o u r   o r th o g o n all y   ar r an g ed   r ad iatin g   ele m e n ts   i n   s q u ar e   co n f i g u r atio n ,   d esi g n ed   to   o p er ate  at  2 8   GHz   a n d   3 8   GH z.   I is   i m p le m e n ted   o n   a   lo w - co s t   FR 4 _ ep o x y   s u b s tr ate  w it h   r elativ p er m i ttiv it y   (  )   o f   4 . 4   an d   th ick n e s s   o f   0 . 8   m m .   Me ta m ater ial  u n i ce lls   ar p lace d   s y m m etr icall y   ar o u n d   ea ch   p atch   to   s u p p r ess   s u r f ac c u r r en ts   a n d   i m p r o v i n ter - ele m en is o lat io n .   T h e   o v er all  g eo m etr y   o f   t h a n te n n a   is   ill u s tr ated   i n   F ig u r 4 ,   an d   th p h y s ical  d i m e n s i o n s   ar d ef in ed   a s :     = 27 m m ,   = 27   m m ,   = 1 . 8   m m ,   = 3 . 5   m m ,   = 5 . 7   m m ,   = 9 . 65   m m ,   = 7   m m ,   = 6 . 9   m m ,   = 12   m m ,   a n d   = 3   mm.       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   T h E C C   i s   cr it ical  m etr i u s ed   to   e v al u ate  t h d i v er s it y   p er f o r m a n ce   o f   MI MO   an ten n a s .   A lt h o u g h   s e v er al  m et h o d s   ex is to   co m p u te  E C C ,   th m o s co m m o n   ap p r o ac h   r elies  o n   S - p ar a m eter   d ata,   w h ic h   en ab les  s i m p l if ied   m a th e m atica f o r m u la tio n   [ 1 4 ] [ 1 5 ] .   In   ( 1 )   w a s   i m p le m e n ted   in   m atr i x   lab o r ato r y   ( MA T L A B )   u s i n g   th s i m u lat ed   S - p ar a m eter s   to   c alc u late  t h E C C   b et w ee n   a n ten n ele m en ts   a n d   as s es s   t h e   is o latio n   c h ar ac ter is tics   o f   th p r o p o s ed   d esig n .      = 11 12 + 21 22   2 ( 1 11   2 21   2 ) ( 1 22   2 12   2 )   ( 1 )     F r o m   th e   o b t a in e d   r e s u lt s   p r e s e n t e d   in   Fig u r 5 ( a ) ,   i is   c l ea r   t h at   th p r e s en c o f   m e t am ate r i a l   c el ls   s ig n if i c an t ly   im p r o v es   th E C C   p e r f o r m an c e   o f   th e   p r o p o s e d   M I MO   an te n n a ,   w h e r t h an t en n o p e r a t e s   w ith o u t   m et am a t e r i a l   c e l ls ,   th E C C   v al u e s   a r e   r e la t iv ely   h ig h e r   ac r o s s   th o p e r a t i n g   b an d .   S h o w s   th e   an te n n w ith   m et am a te r i a c e ll s ,   w h e r th e   E C C   v al u e s   r em a in   v e r y   lo w   o v e r   th en t i r f r e q u e n cy   r a n g e   o f   2 6 3 7   G H z ,   n o t   ex c ee d i n g   0 . 0 2 .   T h is   im p r o v em en t   is   es p e c i al ly   n o t i ce a b l e   a t   2 8   G Hz ,   w h e r e   th E C C   r e a ch es   0 . 0 0 0 1 ,   c o n f i r m in g   a   s t r o n g   r e d u c t i o n   i n   m u tu a l   c o u p lin g   an d   b e tt e r   i s o l at i o n   b e t w e en   el em en ts .   d ir e c t ly   c o m p a r es   th tw o   c a s es ,   m ak in g   th e   d if f e r en c e   v is u a l ly   ev i d en t   an d   f u r th e r   d em o n s t r at in g   th a t   m e tam a t e r i a l   c el ls   a r e   an   e f f e ct iv e   s o lu t i o n   t o   r e d u c e   c o r r e l a t i o n   a n d   en h an c e   th e   o v e r a ll   c h an n el   ef f i c ie n cy   o f   th e   M I M O   s y s t em .   C C L   m ea s u r e s   th r ed u ctio n   in   ch an n el  ca p ac it y   r esu lti n g   f r o m   m u t u al  co u p lin g   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ] ,   an d   co r r elatio n   ef f ec t s   b et w ee n   MI MO   an ten n ele m e n t s   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   I n   th is   w o r k ,   C C L   w as  co m p u ted   in   MA T L A B   b ased   o n   th p r ev io u s l y   o b tain ed   E C C   v a lu e s ,   f o llo w i n g   s tan d ar d   ch an n el  ca p ac it y   eq u atio n s .   T h e   r e s u l t in g   C C L   v a lu es   w e r e   an aly z e d   t o   e v a lu a t e   th e   im p a c t   o f   m e tam a t e r ia l   in te g r a t i o n   o n   s y s t em   p e r f o r m an c e .   T h C C L   r es u lts   ar p r ese n ted   in   Fi g u r 5 ( b )   f o r   b o th   co n f i g u r atio n s   o f   t h p r o p o s ed   MI MO   an te n n a   i llu s tr ates  t h ca s w it h o u m eta m ater ial  ce ll s ,   w h er t h C C L   v al u es   ar n o ticea b l y   h ig h er   ac r o s s   th e   o p er atin g   b an d ,   i n d icati n g   s tr o n g er   p er f o r m a n ce   d e g r ad atio n   d u to   m u t u al  co u p li n g ,   w it h   m eta m ater ial  ce ll s   in te g r ated ,   th C C L   v al u es  d r o p   s ig n if ica n tl y   a n d   r e m ai n   v er y   lo w   o v er   t h en t ir f r eq u e n c y   r a n g e   o f   2 6 3 7   GHz .   T h m o s n o tab le  i m p r o v e m e n o cc u r s   n ea r   2 8   GHz ,   w h er th C C L   is   at  its   m i n i m u m ,   co n f ir m i n g   t h ef f ec tiv e n e s s   o f   t h m eta m a ter ials   in   p r eser v in g   ch a n n el  ca p ac it y     3. 1 .    E qu iv a lent   circ uit  m o de l   T h p r o p o s ed   d u al - b an d   an te n n w a s   a ls o   r ep r esen ted   as  a n   eq u i v ale n elec tr ical  cir cu it  co m p o s ed   o f   lu m p ed   ele m e n ts   ( re s is to r s   ( R ) in d u cto r s   ( L ) ,   an d   ca p ac it o r s   ( C ) ) ,   as  illu s tr ated   in   Fi g u r e   6 I n   th is   m o d el,   th C   r ep r esen th ca p ac iti v g ap s   b et w ee n   m e tallic  p ar ts   o f   th an ten n a,   th L   ac co u n f o r   th cu r r en p ath s   an d   m a g n et ic  en er g y   s to r ag i n   th p atc h es  an d   f ee d   l in e s ,   an d   th R   m o d el  b o th   th co n d u cto r   an d   d ielec tr ic  lo s s es.  T o g eth er ,   t h ese  l u m p e d   ele m en ts   r ep r o d u ce   th a n te n n a s   in p u i m p ed an ce   c h ar ac ter is tics   at   th e   t w o   r eso n an f r eq u e n cies ( 2 8   GHz   an d   3 8   GHz )   [ 2 0 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         Meta ma teri a l - en h a n ce d   f o u r - p o r t MI MO a n ten n a   fo r   5 co mmu n ica tio n s   a t 2 8 /3 8   GH z   ( R emili  F a tima )   1461       ( a)   ( b )     Fig u r 5 P er f o r m a n ce   co m p a r is o n   o f   t h p r o p o s ed   MI MO   a n ten n w it h   a n d   w i th o u m e ta m ater ial  u n it c el ls ( a)   E C C   an d   ( b )   C C L           Fig u r 6 E q u iv ale n t c ir cu it  m o d el  f o r   im p ed an ce   m atc h i n g   o f   d u al - f r eq u e n c y   a n te n n a       T h v alu es  o f   t h ese  ele m e n ts   w er d eter m i n ed   u s i n g   a n al y ti c al  ( 2 ) - (6 ) .   Sp ec if icall y ,   t h r esis ta n ce   R   is   o b tain ed   f r o m   th co n d u c to r   co n d u ctiv it y   (  )   an d   th s k in   d ep th   ( ) ,   w h ich   d escr ib es  o h m ic  lo s s   at   h ig h   f r eq u e n c y .   T h in d u cta n ce     is   r elate d   to   th e   p er m ea b ili t y   o f   f r ee   s p ac ( 0 ) ,   th f r eq u en c y   ( ) ,   an d   th e   co n d u cto r   d im e n s io n s   ( , ) ,   r ep r esen ti n g   th m a g n etic  en er g y   s to r ed   in   th cu r r en p ath .   T h e   ca p ac itan ce     is   d er iv ed   f r o m   th ef f ec ti v p er m itti v it y   ( 0 ,  )   an d   th s ep ar atio n   d is tan ce     b et w ee n   co n d u cto r s ,   r ef lecti n g   t h elec tr ic  f ield   e n er g y   i n   t h g ap s .   T h ese  r elati o n s   en s u r th at  t h l u m p ed   ci r cu it  p ar a m eter s   ar e   d ir ec tl y   co n n ec ted   to   th p h y s i ca l p r o p e r ties   o f   th a n ten n a   [ 2 1 ] [ 2 2 ] .   T h cir cu it  m o d el  w as  i m p l e m en ted   in   ad v an ce d   d esi g n   s y s te m   ( A DS) ,   w h er t h d u al - b a n d   b eh av io r   is   r ep r o d u ce d   b y   t w o   r eso n an L C   b r an ch e s t h f ir s b r an ch   i s   r esp o n s ib le  f o r   r es o n an ce   at  2 8   GHz ,   w h ile  t h s ec o n d   r eso n ate s   at  3 8   GHz .   B y   t u n in g   t h l u m p e d   v alu e s ,   th e   A DS r e s p o n s was a d j u s ted   to   m atc h   th s i m u la ted   S - p ar a m eter s .   A lt h o u g h   d etailed   A DS  s c h e m atic s   ar n o in clu d ed   h er e,   th eq u iv a len cir cu i p r o v id es  v alu ab le  an a l y t ical  in s i g h in to   h o w   th a n ten n a   s to r es  an d   d is s ip ates  e n er g y ,   h o w   i m p ed a n ce   m atc h in g   is   ac h ie v ed ,   an d   h o w   th t w o   o p er atin g   f r eq u e n ci es  ar g en er ated .   T h is   r ep r ese n tatio n   co m p le m e n t s   th f u ll - w a v elec tr o m a g n etic  s i m u lat io n s   a n d   v alid ate s   th t h eo r etica l d esig n .     = 1   (2 )     = 1 . . 0 .   (3 )     = 0 2   .  ( 2 )   (4 )     = . 0 .   (5 )     w h er e:       w id t h   o f   t h tr an s m i s s io n   li n ( in   m eter s )        =   c o n d u ctiv it y   o f   th co n d u cti v m ater ia l ( in   Sie m e n s   p er   m eter   S/ m )       =   s k i n   d ep th       = f r eq u en c y   ( in   H z)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N : 1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 4 5 7 - 1 465   1462   0     = p er m ea b ilit y   o f   f r ee   s p ac ( 4 π× 1 0 −7 H/m )       = h eig h t o f   t h s u b s tr ate  o r   d is tan ce   b et w ee n   t h co n d u c to r   an d   th g r o u n d   p lan ( i n   m eter s )        = r elativ p er m itti v it y   o f   t h d ielec tr ic  m ater ial   0     = p er m it tiv it y   o f   f r ee   s p ac ( 8 . 8 5 4 ×1 0 −1 2 F/ m )       =   d is tan ce   b et w ee n   t h co n d u cto r   an d   th g r o u n d   p lan ( in   m eter s )     ( ) = +  1   (6 )     T h r esu lts   s h o w n   b elo w   ar e   f o r   th e   MI MO   a n ten n w it h   a n d   w it h o u m eta  ce lls ,   wh ich   w er e   in te n d ed   to   i m p r o v e   its   p r o p e r ties ,   an d   t h at   is   w h a w o b t ain ed .   T h id ea   is   b ased   o n   t h p r esen ce   o f   ce ll s   s u r r o u n d in g   th an te n n ele m en ts   to   r ed u ce   in ter f er en ce   an d   im p r o v is o latio n .   W w er ab le  to   m a n u f ac t u r e   th an te n n b u co u ld   n o co n d u ct  ex p er i m e n tal  m ea s u r e m e n ts   d u to   th lac k   o f   p o w er   s u p p l y   s y s t e m .   T o   g iv t h w o r k   s cie n ti f ic  cr ed ib ilit y ,   w r ep lace d   th ex p er im en tal  m ea s u r e m en t s   w ith   ad v an ce d   s i m u lato r s .   HFSS   a n d   C ST   s h o w ed   g r ea t   ag r ee m e n t,  e s p ec iall y   s i n ce   t h s i m u latio n   w as   co n d u cted   in   t h p r esen ce   a n d   ab s en ce   o f   ce lls ,   w h er th a n ten n p ar a m eter s   w er co m p ar ed ,   w it h   v er y   n o ticea b le  i m p r o v e m e n w h en   u s i n g   ce lls ,   as  is   clea r   in   t h Fig u r 7 Fu r th er m o r e,   T ab le   2   p r o v id es  co m p ar ativ a n al y s i s   b et w ee n   t h e   p r o p o s ed   an ten n an d   s ev er a r ec en tl y   r ep o r ted   MI MO   a n ten n d esig n s .   A s   ca n   b s ee n ,   th p r o p o s ed   s tr u ct u r ac h ie v es  s u p er io r   p er f o r m an ce   i n   ter m s   o f   b an d w i d th ,   co m p ac tn es s ,   an d   is o latio n .   T h is   co m p ar is o n   clea r l y   d e m o n s tr ates  th at  t h in teg r at io n   o f   m eta m ater ial  u n i ce lls   s ig n i f ican tl y   en h a n ce s   b o th   b an d w id th   a n d   is o latio n ,   estab li s h in g   t h e   p r o p o s ed   d esig n   as  s tr o n g   ca n d id ate  f o r   n ex t - g en er atio n   MI MO   co m m u n icatio n   s y s te m s .           ( a)   ( b )           ( c)   ( d )           ( e)   ( f )     Fig u r 7 .   Si m u lated   p er f o r m a n ce   o f   t h p r o p o s ed   MI MO   an ten n a ; ( a)   r ad iatio n   p atter n s   in   E - p lan e,   ( b )   r ad iatio n   p atter n s   i n   H - p la n e,   ( c)   S 11   r esp o n s es  w it h o u t m eta m ater ial  u n it c el ls   u s i n g   HFS S   an d   C ST ,   ( d )   S 11   r esp o n s es  w it h   m eta m ater ial  u n it c ell s   u s in g   HF SS   a n d   C S T ,   ( e)   S 21   r esp o n s es  w i th o u t   m e t a m ater ial  u n it c el ls   u s i n g   HFS S a n d   C ST ,   an d   ( f )   S 21   r esp o n s es  w it h   m eta m ater i al  u n i t c ells   u s i n g   HFS S a n d   C ST   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         Meta ma teri a l - en h a n ce d   f o u r - p o r t MI MO a n ten n a   fo r   5 co mmu n ica tio n s   a t 2 8 /3 8   GH z   ( R emili  F a tima )   1463   T ab le  2 .   C o m p ar is o n   o f   p er f o r m an ce   m etr ic s   w it h   o th er   MI MO   an te n n d esi g n s   R e f .   A n t e n n a   s i z e   ( mm   _   mm )   B a n d w i d t h   i n   G H z   N o .   o f   e l e me n t s   EC C   [ 1 9 ]     3 0 . 5 × 2 5 . 5   4 . 8 4 5   2   < 0 . 0 2   [ 2 0 ]     2 5 × 2 0 × 0 . 7 9   2 7 . 2 2 8 . 72   3 6 . 2 42   4   0 . 0 0 2   [ 2 3 ]     6 × 1 7 . 3 7   3 7 . 4 7 1 38   3 4 . 1 3 9 . 7   2   0 . 0 0 0 3   [ 2 4 ]   0 . 5 2 × 0 . 5 2 × 0 . 1   3 . 0 4 5 . 0 5   4   < 0 . 0 0 6   [ 2 5 ]     7 8 × 5 0   3 . 3 - 6 . 3   4   0 . 0 5   T h i s w o r k   w i t h o u t   m e t a m a t e r i a l s   2 7 × 2 7 × 0 . 8   2 5 . 9 0 2 9 . 9 6   3 1 . 0 1 3 5 . 7 0   4   0 . 0 0 0 5   T h i s w o r k   w i t h   me t a m a t e r i a l s   2 7 × 2 7 × 0 . 8   2 5 . 9 0 3 4 . 9 3   3 0 . 9 4 3 5 . 8 4   4   0 . 0 0 0 1       Fig u r 7   p r esen ts   t h k e y   r esu lt s   r elate d   to   th MI MO   an ten n p er f o r m a n ce .   T h r ef lectio n   co ef f icie n t s   r e m ai n   b elo w   −1 0   d B   w i th i n   t h o p er atin g   b an d s ,   w h ile  t h tr an s m is s io n   co ef f ic ien t s   d em o n s tr ate  t h lev el  o f   is o lat io n   b et w ee n   th p o r ts .   Fig u r es   7 ( a)   an ( b )   d is p lay s   th r ad iatio n   p atter n s   in   th e   E - p lan a n d   H - p lan e,   s h o w i n g   w ell - d ef i n ed   m ai n   lo b w it h   lo w   s id elo b es.  Fig u r es  7 ( c)   an d   ( d )   co m p ar th e   S 11   r esp o n s e s   i n   b o th   ca s e s   ( with o u t   an d   w i th   m eta m ater ial  u n i ce lls )   b ased   o n   s i m u latio n s   f r o m   b o th   HFS S   an d   C ST ,   w h er t h r es u lt s   i n d icate   b an d w id th   e n h an ce m en w h e n   t h ce lls   ar ad d ed .   Fin all y ,   Fig u r e s   7 ( e)   an d   ( f )   p r ese n co m p ar i s o n   o f   t h S 21   cu r v es,  s h o w i n g   t h at  t h u s o f   m eta m ater ial  u n i ce ll s   i m p r o v es   is o latio n   a n d   r ed u ce s   co u p lin g   b et w ee n   t h a n ten n ele m e n ts .   Mo r eo v er ,   th r ad iatio n   p atter n s   f u r t h er   h i g h l ig h t h ef f ec o f   th m eta m ater ial  ce ll s .   I n   th ab s en c e   o f   th u n it  ce lls ,   th p atter n s   ex h ib it  ir r eg u lar   lo b es  w it h   n o ticea b le  s id r a d iatio n ,   w h ic h   in d icate s   s tr o n g er   co u p lin g   an d   r e d u ce d   d ir ec tiv it y .   W h en   th m e ta m a ter ial  ce lls   ar in tr o d u ce d ,   th r a d iatio n   b ec o m es  m o r e   u n i f o r m ,   w it h   clea r er   m a in   lo b es  an d   s u p p r ess ed   s id elo b es.   T h i s   im p r o v em en r ef l e ct s   en h an c e d   d i r e c t iv ity ,   b e t t e r   p o r t   i s o la t i o n ,   an d   r e d u ce d   m u t u a l   c o u p l in g ,   th e r e b y   v al i d a t in g   t h e   r o l o f   m e t am at e r ia l s   in   o p t im iz in g   th e l e c t r o m ag n e t ic   b e h av i o r   o f   t h e   p r o p o s e d   M I M O   a n t en n a .   I s h o u l d   b e   n o t e d   th at   H FS S   an d   C S T   s im u la t i o n s   w e r e   em p l o y e d   d u e   t o   th e   u n av a i l a b i li ty   o f   m e as u r em en t   f a c il it i e s ,   d es p i te   th e   an t en n a   b ei n g   f a b r i c a t e d .   T h an al y s i s   o f   th S - p ar a m e ter s ,   p ar ticu lar l y   th s i g n i f ica n r ed u ctio n   i n   S 21   clea r l y   d em o n s tr ates   th i m p r o v e m e n i n   is o lat io n   b et w ee n   th MI M a n te n n ele m e n ts   w h e n   u s i n g   t h p r o p o s ed   m eta m ater ial   ce lls .   T h is   en h an ce m e n d ir ec t l y   co n tr ib u tes  t o   r ed u cin g   t h co r r elatio n   b et w ee n   th a n te n n p o r ts ,   as  f u r th er   co n f ir m ed   b y   t h ca lcu la ted   E C C   a n d   C C L   v al u es.  As  s h o wn   in   Fi g u r 5 ,   th E C C   o f   th p r o p o s e d   s tr u ctu r e   is   less   th a n   0 . 0 0 0 1   at   2 8   GHz ,   w h ic h   is   f ar   b elo w   th ac ce p tab le  lim it  o f   0 . 5   [ 1 5 ] ,   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] ,   in d icatin g   ex ce lle n t d iv er s i t y   p er f o r m a n c e.       4.   CO NCLU SI O   I n   t h is   s t u d y ,   f o u r - ele m e n i n teg r ated   MI MO   an ten n m e asu r i n g   2 7 ×2 7 ×0 . 8   m m ³   is   p r o p o s ed   f o r   5 ( m m W a v e)   ap p licatio n s   a t   2 8   an d   3 3   GHz .   T h d esig n ,   e v alu a ted   th r o u g h   f u l l si m u lati o n   u s in g   H FS S   an d   C ST   s o f t w ar e,   d e m o n s tr ated   o u ts ta n d in g   p er f o r m a n ce   w i th   an   E C C   a s   lo w   a s   0 . 0 0 0 1 ,   en s u r i n g   s tr o n g   is o latio n   an d   s i g n i f ica n tl y   r e d u cin g   in ter - ele m e n co u p li n g .   A   p r o to t y p w a s   f ab r icate d ,   an d   ex p er im e n tal   v er if ica tio n   w i l l b co n d u cted   in   f u t u r w o r k .   C o m p ar is o n s   b et w ee n   H FS S a n d   C ST   s i m u la tio n s   s h o w ed   h ig h   ag r ee m e n t,  an d   a n al y tical  v ali d atio n s   u s i n g   M A T L A B ,   alo n g   w it h   an   eq u i v alen c ir cu it  m o d el,   co n f ir m ed   t h e   r o b u s tn es s   o f   th d esi g n .   T h ese  r esu lt s   h i g h lig h t h an te n n a s   p o ten tial  f o r   s ea m le s s   i n te g r atio n   i n to   f u tu r 5 co m m u n ica tio n   s y s te m s   i n   th mmW av b a n d .       F UNDIN G   I NF O RM AT I O   Au t h o r s   s tate  n o   f u n d i n g   i n v o l v ed .       AUTHO CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT     T h is   j o u r n al  u s e s   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 i v id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au t h o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co lla b 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   R e m ili Fati m a                               B o u tto u t Far id                               Dj ellid   A s m a                                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N : 1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 4 5 7 - 1 465   1464   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 si s   I     I n v e st 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 si o n   P     P r o j e c t   a d m i 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     Au t h o r s   s tate  n o   co n f lic t o f   i n t er est.       DATA AV AI L AB I L I T   T h d ata  th at  s u p p o r th f in d in g s   o f   t h i s   s t u d y   ar a v aila b le  f r o m   t h co r r esp o n d in g   a u th o r ,   F. R . ,   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u es t.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   T .   R a j ,   R .   M i sh r a ,   P .   K u mar,   a n d   A .   K a p o o r ,   A d v a n c e s i n   M I M O   a n t e n n a   d e si g n   f o r   5 G :   a   c o mp r e h e n s i v e   r e v i e w ,   S e n s o rs ,   v o l .   2 3 ,   n o .   1 4 ,   p .   6 3 2 9 ,   Ju l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 3 1 4 6 3 2 9 .   [ 2 ]   S .   H .   K i a n i ,   M .   M a r e y ,   H .   Ş .   S a v c i ,   H .   M o s t a f a ,   U .   R a f i q u e ,   a n d   M .   A .   K h a n ,   D u a l - b a n d   m u l t i p l e - el e me n t   M I M O   a n t e n n a   sy st e f o r   n e x t - g e n e r a t i o n   smar t p h o n e s,”   Ap p l i e d   S c i e n c e ( S w i t z e rl a n d ) ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 9 ,   p .   9 6 9 4 ,   S e p .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 2 1 9 9 6 9 4 .   [ 3 ]   J.  G ,   I .   S i n g h ,   a n d   D .   K .   C h o u d h a r y ,   G a i n   a n d   i so l a t i o n   i mp r o v e me n t   t e c h n i q u e f o r   M I M O   a n t e n n a :   a   c o m p e n d i o u s u r v e y ,   Re su l t s   i n   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   2 5 ,   p .   1 0 4 4 8 2 ,   M a r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r i n e n g . 2 0 2 5 . 1 0 4 4 8 2 .   [ 4 ]   J.  D u   a n d   R .   A .   V a l e n z u e l a ,   H o w   m u c h   sp e c t r u m   i s   t o o   mu c h   i n   m i l l i me t e r   w a v e   w i r e l e ss  a c c e ss,   I E EE   J o u r n a l   o n   S e l e c t e d   Are a s   i n   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   3 5 ,   n o .   7 ,   p p .   1 4 4 4 1 4 5 8 ,   Ju l .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JS A C . 2 0 1 7 . 2 6 9 8 8 5 9 .   [ 5 ]   M .   A .   S u f i a n ,   N .   H u ss a i n ,   a n d   N .   K i m,  Q u a si - b i n o mi a l   se r i e s - f e d   a r r a y   f o r   p e r f o r man c e   i m p r o v e m e n t   o f   mi l l i me t e r - w a v e   a n t e n n a   f o r   5 G   M I M O   a p p l i c a t i o n s,   E n g i n e e r i n g   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   a n   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l ,   v o l .   4 7 ,   p .   1 0 1 5 4 8 ,   N o v .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j e st c h . 2 0 2 3 . 1 0 1 5 4 8 .   [ 6 ]   M .   B e n z a g h t a   a n d   K .   M .   R a b i e ,   M a s si v e   M I M O   sy st e ms  f o r   5 G :   A   s y st e mat i c   m a p p i n g   s t u d y   o n   a n t e n n a   d e si g n   c h a l l e n g e a n d   c h a n n e l   e st i mat i o n   o p e n   i ss u e s,”   I ET  C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 3 ,   p p .   1 6 7 7 1 6 9 0 ,   A u g .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / c mu 2 . 1 2 1 8 0 .   [ 7 ]   M .   M .   H a sa n   e t   a l . ,   A   c o mp a c t   mu - n e a r - z e r o   me t a mat e r i a l   i n t e g r a t e d   w i d e b a n d   h i g h - ga i n   M I M O   a n t e n n a   f o r   5 G   n e w   r a d i o   a p p l i c a t i o n s,   M a t e ri a l s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   4 ,   p .   1 7 5 1 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / m a 1 6 0 4 1 7 5 1 .   [ 8 ]   Z .   S o n g ,   S .   Z h a o ,   S .   L i ,   J.  C h e n ,   a n d   Y .   X u e ,   H i g h - i so l a t i o n   c o m p a c t   M I M O   a n t e n n a   w i t h   d i st r i b u t e d   me t a mat e r i a l   l o a d i n g ,   Pr o g ress   I n   El e c t r o m a g n e t i c s R e se a r c h   M ,   v o l .   1 2 8 ,   p p .   5 1 5 9 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / P I ER M 2 4 0 6 0 5 0 7 .   [ 9 ]   S .   K .   P a t e l   a n d   A .   B a z ,   D e si g n   a n d   me a su r e me n t   o f   a   c o m p a c t   M I M O   a n t e n n a   u si n g   C - sh a p e d   me t a m a t e r i a l   f o r   5 G / 6 G   w i r e l e ss   c o mm u n i c a t i o n   c i r c u i t ,   Al e x a n d ri a   E n g i n e e r i n g   J o u r n a l ,   v o l .   1 1 8 ,   p p .   1 5 9 1 7 3 ,   A p r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e j . 2 0 2 4 . 1 2 . 1 2 1 .   [ 1 0 ]   M .   M .   H a sa n ,   M .   T .   I s l a m,  T .   A l a m,  P .   K i r a w a n i c h ,   S .   A l a mr i ,   a n d   A .   S .   A l sh a mm a r i ,   M e t a ma t e r i a l   l o a d e d   mi n i a t u r i z e d   e x t e n d a b l e   M I M O   a n t e n n a   w i t h   e n h a n c e d   b a n d w i d t h ,   g a i n   a n d   i so l a t i o n   f o r   5 G   su b - 6   G H z   w i r e l e ss c o mm u n i c a t i o n   sy st e ms,”   Ai n   S h a m En g i n e e ri n g   J o u rn a l ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 2 ,   p .   1 0 3 0 5 8 ,   D e c .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a se j . 2 0 2 4 . 1 0 3 0 5 8 .   [ 1 1 ]   M .   A .   R a h m a n ,   S .   S .   A l - B a w r i ,   W .   M .   A b d u l k a w i ,   a n d   M .   T .   I sl a m,  M i n i a t u r i z e d   t ri - b a n d   i n t e g r a t e d   mi c r o w a v e   a n d   m i l l i me t e r - w a v e   M I M O   a n t e n n a   l o a d e d   w i t h   me t a ma t e r i a l   f o r   5 G   I o a p p l i c a t i o n s ,   Re su l t i n   En g i n e e ri n g ,   v o l .   2 4 ,   p .   1 0 3 1 3 0 ,   D e c .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r i n e n g . 2 0 2 4 . 1 0 3 1 3 0 .   [ 1 2 ]   W .   A l i ,   S .   D a s,   H .   M e d k o u r ,   a n d   S .   L a k r i t ,   P l a n a r   d u a l - b a n d   2 7 / 3 9   G H z   mi l l i me t e r - w a v e   M I M O   a n t e n n a   f o r   5 G   a p p l i c a t i o n s,   Mi c r o s y st e m   T e c h n o l o g i e s ,   v o l .   2 7 ,   n o .   1 ,   p p .   2 8 3 2 9 2 ,   Ja n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 5 4 2 - 0 2 0 - 0 4 9 5 1 - 1.   [ 1 3 ]   W .   A .   E.   A l i ,   M .   A .   A b d e l g h a n y ,   a n d   A .   A .   I b r a h i m,   W i d e b a n d   a n d   h i g h   g a i n   e l l i p t i c a l l y - i n sp i r e d   4   ×   4   M I M O   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,   H e l i y o n ,   v o l .   1 0 ,   n o .   2 0 ,   p .   e 3 8 6 9 7 ,   O c t .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e l i y o n . 2 0 2 4 . e 3 8 6 9 7 .   [ 1 4 ]   A .   O mar,  M .   H u sse i n ,   I .   J.  R a j mo h a n ,   a n d   K .   B a t h i c h ,   D u a l - b a n d   M I M O   c o p l a n a r   w a v e g u i d e - f e d - sl o t   a n t e n n a   f o r   5 G   c o mm u n i c a t i o n s ,   H e l i y o n ,   v o l .   7 ,   n o .   4 ,   p .   e 0 6 7 7 9 ,   A p r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e l i y o n . 2 0 2 1 . e 0 6 7 7 9 .   [ 1 5 ]   C .   D u ,   F .   Z h a n g ,   a n d   R .   L i ,   D e si g n   o f   t ri - b a n d   f l e x i b l e   C P W   4 - p o r t   sl o t   M I M O   a n t e n n a   f o r   c o n f o r mal   5 G ,   W I F I   6 / 6 a n d   X - b a n d   a p p l i c a t i o n s,   E n g i n e e ri n g   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   a n   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l ,   v o l .   6 2 ,   p .   1 0 1 9 3 7 ,   F e b .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j e st c h . 2 0 2 4 . 1 0 1 9 3 7 .   [ 1 6 ]   K .   S .   S u l t a n   a n d   H .   H .   A b d u l l a h ,   P l a n a r   U W B   M I M O - d i v e r si t y   a n t e n n a   w i t h   d u a l   n o t c h   c h a r a c t e r i s t i c st ,   Pr o g ress  I n   El e c t r o m a g n e t i c s   Re s e a rc h   C ,   v o l .   9 3 ,   p p .   1 1 9 1 2 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / p i e r c 1 9 0 3 1 2 0 2 .   [ 1 7 ]   T .   I sl a m,  F .   N .   A l su n a y d i h ,   F .   A l sal e e m,  a n d   K .   A l h a sso o n ,   A n a l y z i n g   t h e   p e r f o r man c e   o f   mi l l i me t e r   w a v e   M I M O   a n t e n n a   u n d e r   d i f f e r e n t   o r i e n t a t i o n   o f   u n i t   e l e me n t ,   M i c r o m a c h i n e s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 1 ,   p .   1 9 7 5 ,   O c t .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / m i 1 4 1 1 1 9 7 5 .   [ 1 8 ]   S .   F .   B i n   F a r u q u e e ,   H .   B h u i y a n ,   M .   S .   A l a m,  S .   I sl a m,  a n d   K .   A l i ,   S w a r i n t e l l i g e n c e   d r i v e n   i n v e r se   d e si g n   o f   sl o t   p a t t e r n s   f o r   su b - 6   G H z   5 G   M I M O   a n t e n n a i n   v i r t u a l   r e a l i t y   a p p l i c a t i o n s ,   En g i n e e ri n g   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   a n   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l v o l .   6 4 ,   p .   1 0 2 0 2 6 ,   A p r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j e st c h . 2 0 2 5 . 1 0 2 0 2 6 .   [ 1 9 ]   K .   P a n d y a ,   T .   U p a d h y a y a ,   V .   S o r a t h i y a ,   U .   P a t e l ,   A .   P a n d y a ,   a n d   F .   A .   A l - Z a h r a n i ,   H i g h l y   i so l a t e d   e l e c t r i c a l l y   c o mp a c t   U W B   M I M O   a n t e n n a   f o r   w i r e l e ss  c o mm u n i c a t i o n a p p l i c a t i o n s ,   Re s u l t i n   En g i n e e r i n g ,   v o l .   2 4 ,   p .   1 0 3 0 8 2 ,   D e c .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r i n e n g . 2 0 2 4 . 1 0 3 0 8 2 .   [ 2 0 ]   A .   B a z ,   D .   Jan s a r i ,   S .   P .   L a v a d i y a ,   a n d   S .   K .   P a t e l ,   M i n i a t u r i z e d   a n d   h i g h   g a i n   c i r c u l a r l y   sl o t t e d   4 × 4   M I M O   a n t e n n a   w i t h   d i v e r si t y   p e r f o r man c e   a n a l y si f o r   5 G / W i - F i / W L A N   w i r e l e ss  c o mm u n i c a t i o n   a p p l i c a t i o n s,   R e s u l t i n   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   2 0 ,   p .   1 0 1 5 0 5 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r i n e n g . 2 0 2 3 . 1 0 1 5 0 5 .   [ 2 1 ]   A .   W a j i d ,   A .   A h ma d ,   S .   U l l a h ,   D .   Y .   C h o i ,   a n d   F .   U .   I sl a m,  P e r f o r man c e   a n a l y si o f   w e a r a b l e   d u a l - b a n d   p a t c h   a n t e n n a   b a se d   o n   EB G   a n d   S R R   s u r f a c e s,   S e n so rs ,   v o l .   2 2 ,   n o .   1 4 ,   p .   5 2 0 8 ,   J u l .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 2 1 4 5 2 0 8 .   [ 2 2 ]   N .   S a l i m,  M .   J .   S i n g h ,   H .   D i b s,  A .   T .   A b e d ,   M .   T .   I sl a m,  a n d   M .   S .   I sl a m ,   C o mp a r a t i v e   p e r f o r man c e   a n a l y si o f   t w o   n o v e l   d e si g n   M I M O   a n t e n n a f o r   5 G   a n d   W i - F i   6   a p p l i c a t i o n s,   Re s u l t i n   En g i n e e ri n g ,   v o l .   2 5 ,   p .   1 0 3 8 0 8 ,   M a r .   2 0 2 5 ,   d o i :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         Meta ma teri a l - en h a n ce d   f o u r - p o r t MI MO a n ten n a   fo r   5 co mmu n ica tio n s   a t 2 8 /3 8   GH z   ( R emili  F a tima )   1465   10 . 1 0 1 6 / j . r i n e n g . 2 0 2 4 . 1 0 3 8 0 8 .   [ 2 3 ]   M .   M a h a b o o b   B a s h a ,   P .   P r a d e e p ,   S .   G u n d a l a ,   a n d   J .   S y e d ,   D e si g n   o f   c o mp a c t   a n d   h i g h   g a i n   d u a l - b a n d   f o u r - p o r t   M I M O   a n t e n n a   a r r a y   f o r   mm - w a v e   5 G   C o m mu n i c a t i o n s,   Re s u l t i n   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   2 5 ,   p .   1 0 4 1 5 3 ,   M a r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r i n e n g . 2 0 2 5 . 1 0 4 1 5 3 .   [ 2 4 ]   O .   El a l a o u y ,   M .   EL   G h z a o u i ,   a n d   J.  F o sh i ,   A   h i g h - i so l a t e d   w i d e b a n d   t w o - p o r t   M I M O   a n t e n n a   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 s,   R e su l t s   i n   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   2 3 ,   p .   1 0 2 4 6 6 ,   S e p .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r i n e n g . 2 0 2 4 . 1 0 2 4 6 6 .   [ 2 5 ]   H .   R .   B a r u a   a n d   I .   A .   C h o w d h u r y ,   D e si g n   a n d   a n a l y si o f   mm - w a v e   M I M O   a n t e n n a   w i t h   D G S   f o r   5 G   a p p l i c a t i o n s,”   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   S y st e m s   a n d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   p .   1 7 ,   J u n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 3 0 6 7 - 0 2 5 - 0 0 2 1 2 - 1.       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Re m il Fa ti m a         re c e iv e d   th e   Ba c c a lau re a te  d e g r e e   in   2 0 1 5   a n d   t h e   B. S c .   d e g re e   i n   In d u strial  El e c tr o n ics   f ro m   th e   U n iv e rsity   o f   Bo rd jBo u A rré rid j,   A lg e ria,  in   2 0 1 8 .   S h e   o b tai n e d   th e   M . S c .   d e g re e   in   In d u strial   El e c tro n ics   f ro m   th e   sa m e   u n iv e rsity   in   2 0 2 0 .   S h e   is  c u rre n tl y   p u rsu i n g   th e   P h . D.  d e g re e   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e r i n g   a M o h a m e d   El   Ba c h ir  El   Ib ra h im Un iv e rsity ,   Bo rd jBo u A rré rid j,   A lg e ria.  In   a d d it io n ,   sh e   h a a c ti v e l y   p a rti c ip a ted   in   n a ti o n a a n d   i n tern a ti o n a c o n f e re n c e s.  He re s e a rc h   in tere sts  in c lu d e   in d u str ial  e lec tro n ics ,   m icro strip   a n d   M IM a n te n n a s ,   m e ta m a ter ials,  a n d   5 G   m il li m e ter - w a v e   c o m m u n ica ti o n   s y ste m s.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il f a ti m a . re m il i@u n iv - b b a . d z .         B o u tto u Fa r i d           re c e iv e d   th e   B. S c .   a n d   M . S c .   d e g re e in   El e c tro n ics   f ro m   th e   Un iv e rsit y   o f   Co n sta n ti n e ,   A lg e r ia,  in   1 9 9 4   a n d   1 9 9 7 ,   re sp e c ti v e ly ,   a n d   t h e   P h . D.   d e g re e   in   El e c tro n ic  E n g in e e rin g   f ro m   th e   Un iv e rsity   o f   S e ti f ,   A lg e ria,  in   2 0 0 1 .   He   w a a   l e c tu re in   El e c tro n ics   a th e   Un iv e rsity   o Co n sta n ti n e   (1 9 9 6 2 0 0 0 a n d   a n   a ss istan p ro f e ss o a th e   Un iv e rsit y   o f   M sila  ( 2 0 0 0 2 0 0 4 ).   In   a d d it i o n ,   h e   h e ld   a   t h re e - y e a p o std o c to ra l   f e ll o w sh ip   o n   p rin te d   a n ten n a   d e sig n   f o m e d ica a p p li c a ti o n s a th e   Co m m iss a riat   à   l é n e rg ie a t o m iq u e   e a u x   é n e rg ies   a lt e rn a ti v e (CE A a n d   P ierre   a n d   M a rie  Cu rie  U n iv e rsity   (UP M   P a ris  6 ),   F ra n c e .   He   is  c u rre n tl y   a   pr o f e ss o w it h   th e   De p a rtm e n o f   El e c tro n ics ,   U n iv e rsity   o f   Bo rd jB o u A rré rid j,   A lg e ria.  He   h a p u b li sh e d   n u m e ro u j o u r n a a n d   c o n f e re n c e   p a p e rs  in   t h e   f ield   o f   a n ten n a a n d   c o m p u tati o n a e lec tro m a g n e ti c s.  His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   p ri n ted   a n d   c y li n d rica a n ten n a s,  tran s m issio n   li n e s,  c o m p u tatio n a e lec tro m a g n e ti c s,  in teg r a l   e q u a ti o n s,  f in it e   e lem e n m e th o d s,  h ig h - p e rf o rm a n c e   c o m p u t in g ,   n e u ra n e tw o rk s,  a n d   f u z z y   lo g ic.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il f . b o u tt o u t@u n iv - b b a . d z .         D j e l l id   As m a           r e c e i v e d   t h e   B . S c .   a n d   M . S c .   d e g re e s   i n   E l e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g   f r o m   t h e   U n i v e r s i ty   o f   M S i l a ,   A l g e r i a .   S h e   i s   c u r r e n t l y   a   l e c t u r e r   a n d   r e s e a rc h e r   w i t h   t h e   D e p a r tm e n o f   E l e c tr o n i c s ,   U n i v e r s i ty   o f   M S i l a ,   A lg e r i a .   S h e   h a s   c o - a u t h o r e d   s e v e r a l   p u b l i c a t i o n s   an a c t iv e ly   p a r t i c i p a te d   i n   b o t h   n a t i o n a l   a n d   i n t e r n a t i o n a l   c o n f e r e n c e s .   H e r   r e s e a r c h   i n t e r e s ts   i n c l u d e   a n t e n n a s   a n d   p r o p a g a t i o n ,   m e tam a t e r ia l - b a se d   s t r u c t u r e s ,   m ic r o s t r ip   f i l t e r s ,   a n d   c o m m u n i c a t i o n   sy s tem s .   S h e   c a n   b e   c o n t a c t e d   a t   e m a i l :   a sm a . d j e l l i d @ u n iv - m s i l a . d z .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.