Design of Sub-6 GHz Metamaterial MIMO Antenna for UAV-Based Post-Disaster Emergency Communication
Keywords:
MIMO Antenna, Metamaterial, CSRR, Sub-6 GHz, UAV, Post-Disaster Emergency Communications.Abstract
Sub-6 GHz metamaterial MIMO antenna for post-disaster emergency communication applications based on Unmanned Aerial Vehicle (UAV). Damage to telecommunications infrastructure during disasters causes communication interruptions, so a fast, flexible, and reliable emergency communication system is needed. UAV technology was chosen because it has high mobility and is able to function as an air base station in disaster-affected areas. However, the implementation of the MIMO system on UAVs faces obstacles in the form of mutual coupling between antenna elements due to limited installation space. Therefore, this study integrates a Complementary Split Ring Resonator (CSRR) metamaterial structure on a MIMO microstrip antenna to improve antenna performance. The research method is carried out through the design, simulation, optimization, fabrication, and antenna testing stages using CST Studio Suite and ANSYS HFSS software. The antenna is designed at a working frequency of 3.5 GHz to 5.8 GHz using a Rogers RT5880 substrate with a 2x2 MIMO configuration. The parameters analyzed include return loss, VSWR, gain, bandwidth, mutual coupling, isolation, Envelope Correlation Coefficient (ECC), and radiation efficiency. The results showed that the antenna was able to work optimally at Sub-6 GHz frequencies with a return loss value reaching -31.2 dB, VSWR 1.08, a gain of 9.8 dBi, a bandwidth of 1.15 GHz, and a radiation efficiency of 87.4%. The use of CSRR metamaterials succeeded in reducing mutual coupling from -12 dB to -24 dB and increasing isolation to 24.1 dB. The low ECC value of 0.011 indicates excellent MIMO diversity performance. The implementation of the antenna on the UAV also showed stable communication, low latency, and good data transmission under moving conditions. Based on these results, CSRR-based metamaterial MIMO antennas have great potential to be applied to post-disaster emergency communication systems because they are able to improve communication quality, expand signal coverage, and support real-time communication efficiently
References
S. Sirajuddin, H. Cangara, R. N. I. A. M. Imran, And A. A. Unde, Komunikasi Tanggap Darurat Bencana. Divya Media Pustaka, 2024.
I. Pratiwi, A. A. Supriyadi, And Y. Prihanto, “Aplikasi Teknologi Satelit Dalam Penanggulangan Bencana: Perspektif Sains Geospasial Dan Resiliensi Nasional”.
P. R. Desta, “Responsivitas Kepala Pelaksana Badan Penanggulangan Bencana Daerah Dalam Menanggulangi Bencana Alam (Studi Kasus Pada Kota Bandar Lampung),” 2025.
C. Umam, “Komunikasi Bencana Sebagai Sebuah Sistem Penanganan Bencana Di Indonesia,” Mediakom J. Ilmu Komun., Vol. 3, No. 1, Pp. 25–37, 2019.
R. Apriansyah, Membangun Koordinasi Efektif Dalam Penanggulangan Bencana. Penerbit Adab.
M. Tumpu Et Al., Infrastruktur Berbasis Mitigasi Bencana. Tohar Media, 2023.
V. Bab, “Sistem Informasi Bencana,” Mitigasi Bencana Kaw. Wisata, Vol. 45, 2023.
A. P. Pradinawan, E. D. Wardihani, E. Triyono, And M. Ramdhani, “Peningkatan Jangkauan Telemetry Uav Menggunakan Antena Yagi 433 Mhz Dilengkapi Pelacak Otomatis Berbasis Gps,” J. Inform. Dan Tek. Elektro Terap., Vol. 14, No. 1, 2026.
A. T. Setiati, S. Danaryani, A. N. Aris, And M. S. Urfi, “Rancang Bangun Antena Sebagai Sistem Diversity Ruang Pada Penerima Komunikasi Data Uav,” In Seminar Nasional Teknik Elektro, 2018, Pp. 114–117.
M. T. Efri Sandi, Teknologi Antena Mimo. Nas Media Pustaka, 2025.
A. Ramadhan, “Perancangan Antena Mikrostrip Menggunakan Teknik Slot-U Pada Frekuensi 3, 5 Ghz,” 2026, Universitas Islam Negeri Sultan Syarif Kasim Riau.
Z. Maharani, “Antena Multiple Input–Multiple Output (Mimo) Empat Elemen Untuk Teknologi 5g,” Telekontran J. Ilm. Telekomun. Kendali Dan Elektron. Terap., Vol. 11, No. 2, Pp. 150–159, 2023.
S. Sirmayanti And I. Mahjud, “Operasi Adaptive Mimo Melalui Teknik Spatial Multiplexing Bagi Standar Lte Physical Layer (Phy),” 2019.
M. F. Bdr, I. Ridwan, A. F. Adzima, And M. F. Anshori, “Penggunaan Pesawat Tanpa Awak (Drone) Dalam Melakukan Pemantauan Dan Identifikasi Otomatis Pada Pertanaman Jagung Di Kelompok Tani Pattarowangta, Kabupaten Takalar,” J. Din. Pengabdi., Vol. 7, No. 1, 2021.
Downloads
Published
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Syarat yang harus dipenuhi oleh Penulis sebagai berikut:
- Penulis menyimpan hak cipta dan memberikan jurnal hak penerbitan pertama naskah secara simultan dengan lisensi di bawah Creative Commons Attribution License yang mengizinkan orang lain untuk berbagi pekerjaan dengan sebuah pernyataan kepenulisan pekerjaan dan penerbitan awal di jurnal ini.
- Penulis bisa memasukkan ke dalam penyusunan kontraktual tambahan terpisah untuk distribusi non ekslusif versi kaya terbitan jurnal (contoh: mempostingnya ke repositori institusional atau menerbitkannya dalam sebuah buku), dengan pengakuan penerbitan awalnya di jurnal ini.
- Penulis diizinkan dan didorong untuk mem-posting karya mereka online (contoh: di repositori institusional atau di website mereka) sebelum dan selama proses penyerahan, karena dapat mengarahkan ke pertukaran produktif, seperti halnya sitiran yang lebih awal dan lebih hebat dari karya yang diterbitkan. (Lihat Efek Akses Terbuka).
