This thesis presents a detailed study on Bi-Directional Leaky Wave Antennas (BiLWAs) and introduces a prototype design based on Substrate Integrated Waveguide (SIW) technology, optimized for beam steerable dual-frequency dual-beam operation. The proposed antenna efficiently operates across two frequency bands, potentially offering dual-beam coverage, which may make it a suitable candidate for use in next-generation 6G base station applications. The thesis begins by exploring the theoretical and computational proofs necessary to generate leaky waves on a Microstrip Line (MSL). Furthermore, array factor and dispersion plots are examined to identify the conditions required for achieving broadside radiation in a BiLWA. The proposed antenna design operates on two distinct modes, EH1 and EH3, and provides a broadside radiation pattern at both operating frequencies. The effect of appropriately placing the shorting pins in the SIW has also been studied. The positions of shorting pins plays an important role in controlling the operating frequencies. To further refine the performance, a dual-frequency microwave resonator is employed to excite pure modes and suppress unwanted modes. Additionally, a study has been performed to achieve beam steering at the lower resonant frequency (fEH1), while maintaining a constant beam at the higher resonant frequency (fEH3). The proposed SIW-based BiLWA design demonstrates improved performance in terms of radiation pattern control and frequency tuning, contributing valuable insights to the field of leaky wave antenna design for future wireless communication systems.

Denna avhandling presenterar en detaljerad studie av dubbelriktade läckvågs- antenner samt introducerar en prototypdesign baserad på Substrate Integrated Waveguide SIW-teknik. Den föreslagna antenndesignen möjliggör samtidigt användande av antennen på två frekvenser. Utöver förmågan att samtidigt fungera på två frekvensband kan antennen potentiellt erbjuda täckning i två samtidiga riktningar. Då bredbandighet och diversitet i lobstyrning är vikigt för framtidens trådlösa system gör detta den till en intressant kandidat att använda inom nästa generations 6G-basstationssystem. Avhandlingen börjar med att utforska de teoretiska, beräknade villkor som krävs för att generera läckvågor som utbreds längs med en mikrostripantenn. Vidare undersöks arrayfaktor och dispersionsplottar för att identifiera de villkor som krävs för att uppnå önskade lober i en dubbelriktad läckvågsantenn. Antennkonstruktionen baseras på utnyttjande av två olika utbredningsvillkor - EH1 och EH3, vilka ger ett bredsidigt strålningsmönster vid båda arbetsfrekvenserna. Effekten av att placera kortslutningsstift på rätt sätt har också studerats. Positionerna för kortslutningsstiften spelar en viktig roll när det gäller att anpassa arbetsfrekvenserna. För att ytterligare förfina prestandan används en dubbelavstämd mikrovågsresonator för att excitera rätt moder och undertrycka oönskade moder. Dessutom har en studie utförts för att uppnå lobstyrning vid den lägre resonansfrekvensen (fEH1), samtidigt som en konstant lob bibehålls vid den högre resonansfrekvensen (fEH3). Den föreslagna SIW-baserade BiLWA-designen visar god prestanda när det gäller kontroll av både strålningsdiagram och frekvensanpassning, vilket bidrar med värdefulla insikter inom området design av läckvågsantenner för framtida trådlösa kommunikationssystem.