Dalam penelitian ini, kami memperkenalkan sistem antena MIMO yang berintegrasikan Meta Surface (MS). Sistem tersebut dirancang untuk memiliki rentangan frekuensi yang luas, gain yang tinggi, jarak antar-komponen yang sempit, dan sifat isolasi yang superior dengan empat elemen antena MIMO yang disusun secara orthogonal dan berbentuk kompak berdimensi 41 × 41 × 1.6 mm³, menggunakan substrat Rogers RT5880 yang memiliki kehilangan rendah.

Arsitektur antena tersebut ditandai oleh penggabungan patch radiasi multi-slot, plato tanah sebagian, dan Meta Surface epsilon-negative. Penggabungan ini dilakukan dengan array Metamaterial 7 × 7 di belakang antena MIMO dengan dimensi 41 × 41 × 1.6 mm³, sehingga meningkatkan kinerja overall antena secara keseluruhan dengan mempengaruhi fase, amplitude, lapangan elektromagnetik, dan mengurangi radiasi belakang. Jarak antara MS dan antena MIMO ditetapkan sebesar 6 mm.

Kinerja super wideband antena tersebut meningkat dari 2-19 GHz menjadi 1.9-20 GHz setelah menggunakan MS. Selain itu, isolasi meningkat dari 20 dB menjadi 25.5 dB, gain yang diperoleh (RG) meningkat dari 4.5 dBi menjadi 8 dBi, dan efisiensi radiasi meningkat dari 77% menjadi 89% dalam rentangan frekuensi operasional.

Antena MIMO tersebut juga menunjukkan karakteristik diversitas yang luar biasa, sebagaimana ditunjukkan oleh koefisien envelope correlation (ECC) sebesar <0.004, gain diversitas (DG) melebihi 9.98 dB, kerugian channel capacity loss (CCL) di bawah 0.3, dan koefisien reflectansi total aktif (TARC) sebesar 12 dB.

Selain itu, kami juga membangun sirkuit yang mirip dengan resistor-inductor-capacitor (RLC), serta menggunakan empat metode regresi dari bidang machine learning untuk memvalidasi gain dan efisiensi yang dicapai. Perlu diingat bahwa model regresi linear menunjukkan kinerja yang sangat baik, dengan akurasi sebesar 99%.

Desain antena MIMO tersebut menunjukkan potensi signifikan untuk banyak aplikasi dalam Internet of Things (IoT), khususnya fokus pada komunikasi Vehicle-to-Everything (V2X). Hal ini menunjukkan bahwa desain tersebut cocok untuk sektor IoT yang sedang berkembang.

Kata Kunci: Antena, CST, Super Wideband, MIMO, Meta Surface, R-L-C equivalent circuit, Machine Learning, IoT