Dalam memenuhi kebutuhan data rate yang tinggi, band millimeter-wave (mm-wave) yang belum pernah digunakan sebelumnya mulai diimplementasikan pada sistem 5G. Adapun tantangan yang dihadapi dalam penggunaan band mm-wave adalah tingginya redaman sinyal akibat atmospheric loss, redaman hujan, dan penetration loss, sehingga dibutuhkannya antena dengan gain yang tinggi. Selain gain yang tinggi, antena dengan polarisasi sirkular menjadi suatu kelebihan karena lebih tahan terhadap multipath fading dan memiliki mobilitas terhadap orientasi antena. Antena patch merupakan salah satu jenis antena yang dapat digunakan dalam merancang antena yang bekerja pada frekuensi mm-wave 5G dan berpolarisasi sirkular. Akan tetapi, antena patch memiliki gain dan bandwidth yang rendah.
Untuk mengatasi masalah tersebut, pada pengerjaan tugas akhir ini digunakan beberapa variasi lapisan berpola dengan mengadopsi struktur square ring dan split ring. Square ring dan split ring merupakan struktur metasurface yang dapat digunakan untuk meningkatkan gain dan bandwidth antena. Sementara itu, antena patch dengan metode diagonal slot akan digunakan dalam mencapai polarisasi sirkular. Lapisan berpola diletakkan di atas antena single element.
Berdasarkan hasil sintesis antena dan beberapa variasi lapisan berpola yang telah dirancang, didapatkan beberapa hasil terbaik pada setiap parameter utama. Pada sisi bandwidth S11, lapisan berpola variasi split ring 1 3x3 mampu meningkatkan bandwidth S11 antena sebesar 0,53 GHz. Pada sisi bandwidth AR 3 dB (polarisasi sirkular), lapisan berpola variasi square ring 3x3 mampu meningkatkan bandwidth AR 3dB antena sebesar 0,28 GHz. Selain itu, pada sisi gain, lapisan berpola variasi square ring 3x3 meningkatkan gain frekuensi tengah antena sebesar 1,71 dBi dan lapisan berpola variasi split ring 2 5x5 meningkatkan gain tertinggi antena sebesar 2,07 dBi.
Kata Kunci: mm-wave 5G, Antena Patch, Lapisan Berpola, Metasurface, Gain, Bandwidth.