课题来源与背景：平面漏波天线是一种波束可扫描的行波天线，具有结构简单、剖面低、加工易和波束窄等优点，可用于雷达、无线定位、卫星通信和无线能量传输等系统。漏波天线属于快波辐射天线，对端射方向的扫描比较困难；而慢波辐射天线则可辐射于端射方向，但不具有波束扫描功能。本项目将深入探讨慢波和快波天线辐射机理，优化设计新型一维和二维平面漏波天线。基于特异材料以及周期性导波结构，研究微带和基片集成波导等平面漏波天线，利用快波辐射和慢波辐射互补，扩大漏波天线波束扫描范围，实现一维漏波天线主波束从后向端射到前向端射无盲点扫描，以及二维漏波天线主波瓣从法向到水平面全覆盖扫描。

   技术原理及性能指标：
   1) 新型复合左右手材料平面导波结构。复合左右手特异材料的导波结构可支持负的相位常数（左手传播特性）和正的相位常数（右手传播特性），所以基于复合左右手材料的漏波天线可以在后向象限和前向象限扫描。与前人发表的复合左右材料导波结构不同，我们这里拟研究新型复合左右手材料，该导波结构不仅具有左手与右手传播特性，还支持正常慢波（其相位常数β略大于自由空间波数k0）辐射和非正常快波辐射。我们拟基于SIW 和微带线构造这种新型导波结构。该导波结构属于准均匀漏波结构，可用于设计从后向端射到前向端射扫描的一维漏波天线，其左手传播特性对应于后向象限的扫描，而右手传播特性对应于前向象限的扫描，慢波辐射用于后向及前向端射的辐射，边射方向的无缝扫描通过消除谱隙获得。此外，这种导波结构也可以用于设计从法向到水平面扫描的二维漏波天线。特别注意的是，对于有接地板的情况（如SIW 和微带线），该天线端射方向的辐射必须为垂直极化（电场方向与接地板垂直），因为由于接地板的影响水平极化天线不可能在端射方向辐射。
   2) 周期性结构的导波结构。基于 SIW 和微带线构造周期性结构，利用周期性结构的第n = -1次谐波作为快波辐射，利用相位常数β略大于自由空间波数k0的表面波作为慢波辐射。这种导波结构可用于设计一维漏波天线（不适合用于设计二维漏波天线），通过快波与慢波互补辐射，解决漏波天线在后向端射与前向端射无法扫描到的问题。注意到，对于有接地板的情况，该天线端射方向的极化必须为垂直极化。
   3) 理论分析。我们拟采用谱域法分析新型导波结构，重点分析其传播模式及计算其传播波数，探讨快波辐射与慢波辐射的成分，从中发现规律以便对这两种辐射成分的控制。该方法可能还得借助数值计算求解。此外，为了分析漏波（快波）和表面波（慢波）的物理意义，我们拟采用最陡下降法。

   技术的创造性与先进性：
   1) 采用慢波模式与快波模式混合辐射的方法，对行波天线中的慢波辐射与快波辐射互补，解决漏波天线在后向端射与前向端射难以扫描到的问题。
   2) 采用新型左右手辐射材料和周期性结构，解决普通一维漏波天线在后向象限不能扫描的问题；并通过慢波辐射和快波辐射相结合，扩大一维漏波天线的扫描范围，使得新型一维漏波天线能从后向端射扫描到端射方向。
  3) 新型导波结构在二维漏波天线设计中的应用，使得二维漏波天线的主波瓣可从法向扫描到水平面。
  4) 采用理论分析方法与数值计算相结合的办法，深入分析慢波与快波的传播特性，探讨慢波与快波在什么时候会有物理意义，并提出实验模型验证。
   技术的成熟程度，适用范围和安全性：采用复合左右手材料，并通过新颖的结构，使得导波结构在支持漏波的同时还能支持表面波，这样漏波天线可以从后向扫描到前向，并解决漏波天线在后向端射到前向端射难以扫描到的问题。或采用周期性结构，利用第n = -1次谐波向外泄漏能量，并利用表面波与漏波混合辐射，则可以解决漏波天线在后向及端射方向难以扫描到的问题。对于边射问题，通过深入的理论分析，找出规律，消除"谱隙"，则可以实现波束经过边射方向时候的无缝扫描。如果一维漏波天线的边射和端射问题得到解决，那么二维漏波天线的主波瓣从法向到水平面的扫描也就比较容易解决了。

   基于该项目，本人以第一/通讯作者发表SCI收录论文12篇，其中包括8篇论文发表于天线领域的国际顶级学术期刊（IEEE Transactions on Antennas and Propagation），超额完成项目预期目标。这些研究对于发展漏波天线、端射天线和微带天线有重要的学术意义和应用价值。