Leakage suppression for PCB-waveguide interconnects using hybrid metasurfaces

A metasurface is a two dimensional periodic structure which possessesmacroscopic equivalent electromagnetic properties such as anisotropy, negativerefractive index and Electromagnetic Band Gaps (EBG). EBGs havebeen used for the design of waveguide lters and gap waveguides. In thisthesis, a transition between stripline and waveguide technology is designedfor the standard 5G frequency band of 28 GHz. In addition, a metasurfacewill be designed and placed in the surroundings of this transition with theobjective of suppressing the leakage that appears in the air gap between thePrinted Circuit Board (PCB) and the waveguide ange.The transition is embedded in the PCB technology while the metasurfaceis built in two dierent technologies at each layer: PCB and holey metal.There are non existing studies of this hybrid composition of a metasurface,therefore, a thorough study of this structure has been carried. The proposedtechnology simplies the connection between elements, avoiding the leakagedue to imperfect connection between layers.Commercial software CST Microwave Studio Suite is used for simulations.A prototype has been built and measurements have been carried outin order to compare the simulation results with a real manufactured design. En metayta är en tvådimensionell periodisk struktur med ekvivalentamakroskopiska elektromagnetiska egenskaper som exempelvis anisotropi, negativt brytningsindex och elektromagnetiska bandgap (EBG). EBG:er har bland annat använts vid konstruktion av vågledarfilter och gap-vågledare. Detta examensarbete omfattar konstruktionen av en övergång mellan striplineledning i mönsterkortsteknik och vågledare för det för 5G utpekade 28 GHzbandet. Specifikt inkluderar konstruktionen en metayta för undertryckning av läckage i det gap som kan uppstå mellan mönsterkort och vågledarfläns.Ö vergången är implementerad i mönsterkortsteknik medan metaytan är en hybrid-lösning realiserad i två olika tekniker, i respektive transmissionsledningslager: mönsterkort och metall. Eftersom det saknas tidigare publikationer av denna typ av hybrid-lösning har en detaljerad studie genomförts. Den föreslagna lösningen förenklar anslutningen mellan mönsterkort och vågledare, och undertrycker det läckage som skulle kunna uppträda i gapet mellan de två lagren.För simuleringarna har CST Microwave Studio använts och en prototyp har tillverkats och mätts för att verifiera den framtagna övergången ochlösningen för undertryckning av läckage.