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本文主要研究了三种周期性波导结构：基片集成波导 SIW（ substrate integrated waveguide）、泄漏波天线LWA（leaky-wave antenna）以及左手耦合线。三种结构均应用GSM/FEM（generalized scattering matrix/finite element method，广义散射矩阵/有限元方法）数值计算方法提取传播常数。在研究SIW波导时，首先提取SIW的传播常数，并对波导结构参数的变化对传播常数的影响做了讨论。在传播常数的两个不同频率区分别观察到了两个由能量泄漏引起的复数模区域。随后对导致能量泄漏的原因，即空间谐波耦合现象的形成条件做了分析，得到空间谐波耦合现象的强弱与 SIW结构中两金属通孔距离与通孔直径的比值有关的结论，此比值越大，耦合现象越明显。此外，文中还观察了泄漏区域的三维电磁场型，验证了能量泄露现象。提出了CMOS130nm1P8M工艺下的新SIW结构，并提出了一种可以减小计算成本的简化方法来萃取传播常数。在使用GSM/FEM方法萃取LWA的过程中发现了结构中的左手模态并且观察到了左手模态与高阶模之间的耦合现象。使用在 LWA结构中间覆盖 PMC（Perfect Magnetic Conductor，理想磁壁）与PEC（Perfect Electric Conductor，理想电壁）的方法来净化LWA中的模态。 本研究提出了一种新型引入金属圆孔的 LWA。引入的金属圆孔负载可以改变结构中第一高阶模态 EH1模态的辐射特性，由此可以减小天线20%的制作面积。并且当金属通孔高度翻倍，EH1的操作频率可以向低频移动8.9%。制作两只基于多层PCB（Printed Corcuit Board，印刷电路板）工艺且设计频率分别为9 GHz与10 GHz的天线来验证引入的金属圆孔对EH1模态特性的改变。两只天线增益分别为5.37 dBi与6.89dBi，最大增益分别出现在9.2 GHz和10.1 GHz，分别为6.05 dBi与7.43 dBi。当频率增加0.2 GHz时，辐射角分别扫过7°和4°。使用GSM/FEM方法提取左手耦合线结构中c模与π模的色散曲线。经多组实验模拟得出，左手耦合线中指状电容中手指数越少，并联电感长度越长， c模与π模的相位差越大，可以取得越大的耦合系数。制作CMOS130nm1P8M工艺下的10 dB前向耦合器，中心频率为390GHz，频宽为10%，制作尺寸只有44μm(0.12λg@390GHz)。