Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Low-dispersive Leaky-wave Antennas: A Viable Approach for Fifth Generation (5G) mmWave Base Station Antennas
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS), Electromagnetic Engineering.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

In this work, a method to achieve reduced beam-squint in fully metallic leaky-wave antennas is proposed and its applicability for high frequency, high gain, base station antennas in future communication networks is indicated.

The antenna is built in gap waveguide technology, where the fundamental mode is allowed to leak by removal of one of the waveguide walls. The leakage is varied along the structure for reduced side lobes and a stable radiation pattern is obtained by coupling the leaked energy from the waveguide through a dispersive prism-lens.

The gap waveguide is formed as a groove, sided by three rows of a glide-symmetric holey EBG-structure on one side, suppressing propagation of waves in that direction, and one row of vertical square pins, with tailored heights for optimal leakage, on the other. Beyond the single row of tailored pins, a prism-lens is placed. The prism lens is made of multiple rows of equally spaced and dimensioned, vertical square pins. The dispersive nature of the TE10-mode inside the waveguide is canceled by the oppositely dispersive prism-lens and a stable radiation beam (<1 degree beam-squint) is achieved over a 20% bandwidth.

Two antennas are realized, both operating with a center frequency of roughly 60 GHz. The first design is optimized for single-beam operation such that the achieved efficiency is close to 90% across the band and the side lobe levels are below -20 dB. The second design is optimized for dual-beam operation such that two highly directive beams can be obtained, simultaneously or separately. The second design is placed in a 1D-array configuration for electrical beam-steering in one plane, and beam-switching in the orthogonal plane. The two antennas are simulated using CST Microwave Studio.

Abstract [sv]

I det här arbetet föreslås en metod för att reducera skanningen av strålnings-riktningen i helt metalliska läckande-vågantenner. Dess applicerbarhet till hög-frekventa, direktiva, basstationsantenner i framtida kommunikationsnätverk är indikerad.

Antennen består av en "gap"-vågledare, där den fundamentala moden tillåts läcka genom att den ena sidoväggen tagits bort. Läckaget varieras längs strukturen för att minska sidlobs-nivån och ett konstant strålningsfält uppnås genom att låta den läckta energin brytas genom en dispersiv prism-lins.

Vågledaren formas som en fåra, brevid vilken, på ena sidan, tre rader av glidsymmetriska håliga EBG-strukturer placeras för att undertrycka propagering av vågor i den riktningen, och på andra sidan, en enstaka rad av vertikala, fyrkantiga, pinnar placeras, vilkas höjd är skräddarsydd för optimalt läckage. Bakom den enstaka raden med pinnar placeras prism-linsen. Linsen består av flera rader av lika stora, jämnt fördelade, vertikala fyrkantiga pinnar. Frekvensberoendet hos den fundamentala TE10-moden i vågledaren motverkas av det omvända frekvensberoendet i linsen och ett stabilt strålningsfällt (<1 grad skanning) uppnås med 20% bandbredd.

Två antenner realiseras, båda med centerfrekvensen 60 GHz. Den första designen är optimerad för en enkel stråle, så att nästan 90% effektivitet och mindre än -20 dB sidlober uppnås över hela bandet. Den andra designen är optimerad för att tillåta två direktiva strålar, samtidigt eller enskilt. Den andra designen staplas också för att forma en 1-dimensionell gruppantenn, vilket tillåter elektrisk utstyrning i ett plan, och strålningsväxling i det ortogonala planet. De två antennerna simuleras med hjälp av CST Microwave Studio.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 46
Series
TRITA-EECS-EX ; 2019:52
National Category
Telecommunications
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-244458OAI: oai:DiVA.org:kth-244458DiVA, id: diva2:1290827
External cooperation
Ericsson AB
Educational program
Master of Science - Electrophysics
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-06-13 Created: 2019-02-21 Last updated: 2019-06-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(10946 kB)108 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 10946 kBChecksum SHA-512
b1663e40a3cc4b9134f5630a8556f2c72102c90fb2c74e8e774fe2e8bb4e8d155bf3419a9176173b8fdc4c627591f918a36f790b5c4c644a24af0592a43aab79
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Dahlberg, Oskar
By organisation
Electromagnetic Engineering
Telecommunications

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 108 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 232 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf