毫米波近场区通信具有信号强度稳定、无需天线波束形成与对准、环境干扰小的特点,适用于小范围区域内的毫米波高速无线接入应用。本文将漏泄波导结构引入用于毫米波近场区通信的天线设计,采用理论计算分析、电磁全波仿真软件仿真分析和实验测试相结合的方法,研究分析了毫米波漏泄波导的近场区辐射特性,设计实现了三种用于毫米波近场通信的漏泄波导结构。主要工作和创新概括如下:(1)理论计算分析了毫米波漏泄波导的近场区辐射特性。根据缝隙天线辐射原理,将漏泄波导阵列等效为磁流元阵列模型,通过Matlab编程,计算和分析了磁流元阵列的近场区辐射特性。证明了基于漏泄波导结构实现毫米波近场区通信的可行性,为毫米波漏泄波导的设计提供了理论支撑。(2)研究和设计了具有H形缝隙结构的辐射补偿型毫米波漏泄波导。将漏泄波导分为多个子段,通过调节H形缝隙尺寸控制每段子波导的能量泄漏率,从而实现漏泄波导的近场区电波均匀覆盖。所设计的毫米波漏泄波导工作频带为35GHz到40 GHz,在沿漏泄波导中心线方向上,电场主极化分量在辐射区域内的波动不超过5 d B。(3)研究和设计了具有双极化辐射特性的毫米波基片集成漏泄波导。通过交错排布两组分别开有横向和纵向缝隙的漏泄波导,并合理调控两组漏泄波导的缝隙周期和结构尺寸,所设计的漏泄波导在26.5 GHz到29.5 GHz的工作频带范围内,实现了双极化毫米波的近场区域稳定覆盖。(4)研究和设计了辐射区域互补型毫米波漏泄波导。该波导由两组相互垂直放置的漏泄波导结构组成。通过调整两组漏泄波导的缝隙周期和结构尺寸,有效克服了由漏泄波导辐射角度随频率变化而导致工作频带范围内电波稳定覆盖范围缩小的问题。所设计的漏泄波导工作在24.25 GHz到28.35 GHz频率范围,可在整个工作频带内实现固定区域范围内的毫米波稳定覆盖。