近年来,随着大量地铁、山区铁路、铁路隧道的修建,以及基于无线通信的列车自动控制系统(CBTC,Communication Based Train Control)的广泛应用,受限空间高效电波覆盖已经成为重要研究课题之一。漏泄波导作为受限空间中的一类重要电波覆盖手段,一直受到关注,并得到广泛的应用;而在高频段以及一些特殊的受限空间环境中,也通常采用成本较低的漏波天线来实现电波覆盖。因此对受限空间来说,漏泄波导和漏波天线的研究显得尤为重要。此外,随着下一代移动通信系统的发展,现有的2.4GHz和5.8GHz无线通信系统已难以满足需求,因此也需要研究出新的更高频段的受限空间电波覆盖系统。本文针对受限空间CBTC和移动通信系统,研究新型漏泄矩形波导和漏波天线,为受限空间中现有频段以及下一代移动通信系统提供高效电波覆盖手段。本文的主要工作和创新成果如下:1.提出了一种基于数值计算的漏泄矩形波导传播常数的计算方法,并分析了传播常数随工作频率、缝隙结构尺寸的变化规律;同时,提出了一种等效电路方法,将周期型漏泄矩形波导等效成一个级联电路,并用电路分析方法导出了传播常数与缝隙结构参数之间的表达式;在此基础上,研究了漏泄矩形波导传播常数随缝隙参数变化的机理。2.针对5.8 GHz频段CBTC系统,提出了一种可以在作用距离内实现圆极化波辐射的组合型缝隙漏泄矩形波导,对该漏泄波导的圆极化形成机理进行了分析,并进行了实际加工和测试。结果表明,所设计的半圆形和三角形两种组合型缝隙漏泄矩形波导分别能在周向50°和40°的角度范围内实现圆极化辐射。3.提出了可应用于受限空间电波覆盖的75GHz频段的漏泄介质波导结构,首先分析了均匀介质波导的纵向衰减特性随波导横截面尺寸的变化规律,得到该频率下传输损耗较小的波导结构尺寸;然后,在均匀结构上进行了周期性介质块加载,从而产生漏波辐射,并分析了辐射特性随介质块结构参数的变化规律。结果表明,该漏泄波导可以在较宽的角度范围和较远的距离内实现电波的有效覆盖。4.提出了一种基于Planar Goubau Line平面传输线的工作在45GHz频段的周期性低耗圆极化低旁瓣漏波天线,通过设计辐射单元结构及其相对位置,使天线具有较宽的频带特性和较好的圆极化低旁瓣特性。同时,基于左右手传输线的理论,提出了一种能够实现侧向辐射的漏波天线。