漏波天線的概念最初起源于1940年，由美國學(xué)者W.W. Hansen提出的一種長縫隙金屬波導(dǎo)天線。這一創(chuàng)新設(shè)計賦予了漏波天線獨特的特性，即其波束指向能夠隨著頻率的變化而連續(xù)調(diào)整，為無線通信領(lǐng)域帶來了革命性的進步。

漏波天線作為微波與毫米波通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件，近年來得到了廣泛的關(guān)注和研究。特別是在低損耗傳輸線上加載輻射元件的均勻型漏波天線和周期性加載的周期型漏波天線方面，研究取得了顯著的進展。

一、均勻型漏波天線

均勻型漏波天線通過在低損耗傳輸線上連續(xù)加載輻射元件實現(xiàn)輻射，通常選擇空間諧波中的基模作為波束掃描模式。然而，其波束輻射范圍往往局限于前向特定區(qū)域。隨著超材料技術(shù)的發(fā)展，基于復(fù)合左右手（CRLH）傳輸線的新型漏波天線結(jié)構(gòu)被提出，通過在傳輸線上引入左手性質(zhì)的串聯(lián)電容與并聯(lián)電感，成功擴展了波束掃描范圍至后向區(qū)域，為漏波天線設(shè)計提供了新的思路。

1、均勻型

二、周期型漏波天線

周期型漏波天線通過在低損耗傳輸線上以間隔長度p離散地加載輻射元件實現(xiàn)輻射，其基模通常為慢波模式，不能產(chǎn)生有效輻射。因此，這類天線通常利用-1次或更高次的負(fù)階空間諧波模式進行波束掃描。為了實現(xiàn)更穩(wěn)定的波束掃描性能，研究者們提出了多種抑制邊帶輻射（OSB）的方案，如四分之一波長阻抗匹配線、相位反轉(zhuǎn)交叉結(jié)構(gòu)、兩相似輻射單元以及金屬通孔與縱向縫隙協(xié)同作用等。

2、周期型

圓極化天線相較于線極化天線，展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢包括出色的抗多徑干擾能力、通信鏈路中接收端與發(fā)射端的高靈活性排布設(shè)計，以及卓越的多極化匹配性能。正是這些特性使得圓極化天線在衛(wèi)星通信與雷達(dá)通信設(shè)備等高端應(yīng)用場景中，扮演著至關(guān)重要的角色。

圓極化漏波天線

圓極化漏波天線因其在抗多徑干擾、通信鏈路中接收端與發(fā)射端高靈活性排布與多極化匹配能力方面的獨特優(yōu)勢，在衛(wèi)星通信與雷達(dá)通信設(shè)備中具有重要的應(yīng)用價值。目前，實現(xiàn)圓極化漏波天線主要有三種方案：通過兩個極化方向正交的線極化漏波天線施加等幅度與90°相位差的饋電信號；利用順序旋轉(zhuǎn)的輻射貼片構(gòu)成蝶形結(jié)構(gòu)；以及通過低損耗傳輸線周期性地對單個或一對具有圓極化輻射特性的輻射單元進行激勵。盡管這些方案各有特點，但實現(xiàn)寬掃描范圍、高輻射效率和增益的圓極化漏波天線仍是研究的重點。

3、圓極化

在遠(yuǎn)距離通信中，通信路徑中的路徑損耗往往是不可避免的顯著挑戰(zhàn)。為了確保通信的穩(wěn)定性和質(zhì)量，對天線的輻射效率與增益有著特定的高標(biāo)準(zhǔn)要求，這是實現(xiàn)良好通信效果的關(guān)鍵所在。

高輻射效率與增益漏波天線

為了實現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信中對天線輻射效率與增益的要求，研究者們提出了多種解決方案。傳統(tǒng)的漏波天線長度需要達(dá)到八到十倍介質(zhì)波長才能獲得較高的輻射效率，但在空間有限的系統(tǒng)中不再適用。因此，如何在短陣列長度的漏波天線上實現(xiàn)高輻射效率與增益成為研究的關(guān)鍵。目前，通過在漏波天線上方加載透鏡等無源結(jié)構(gòu)，以及利用有源放大器等方法，已在一定程度上提高了漏波天線的增益，但同時也帶來了新的挑戰(zhàn)，如剖面與重量的增加、電路設(shè)計的復(fù)雜性等。

4、高輻射效率與增益

綜上所述，漏波天線的研究正不斷深入，新型結(jié)構(gòu)和技術(shù)的應(yīng)用為漏波天線的設(shè)計提供了更多的可能性。未來，隨著新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，漏波天線將在微波與毫米波通信系統(tǒng)中發(fā)揮更加重要的作用。