Periodisch strukturierte Oberflächen besitzen eine Reihe interessanter Eigenschaften, die sie unter anderem für den Einsatz im Antennenbereich attraktiv erscheinen lassen. In der vorliegenden Arbeit steht insbesondere deren Anwendung beim Entwurf planarer Antennen im Vordergrund. In diesem Zusammenhang wird zunächst die Wechselwirkung zwischen elektromagnetischen Wellen und periodisch strukturierten Oberflächen diskutiert. Aufgrund der starken Anisotropie periodisch strukturierter Oberflächen ergeben sich dabei zwei grundlegende Betrachtungsweisen: die Wellenausbreitung entlang der Oberfläche, die durch ein ausgeprägtes Dispersionsverhalten gekennzeichnet ist, und die Reflexion an der Oberfläche. Beiden Aspekten wird besondere Aufmerksamkeit geschenkt, dies schließt sowohl die analytische Modellierung als auch die messtechnische Charakterisierung ein. Weiterhin wird das Strahlungsverhalten periodisch strukturierter Oberflächen untersucht, das mit dem Leckwellenbereich verbunden ist. Der Leckwellenbereich beschreibt einen bestimmten Frequenzbereich im Dispersionsverhalten und stellt die Verknüpfung zwischen der Dispersion entlang und der Reflexion an der Oberfläche dar, wie anhand von Messungen verdeutlicht wird. Bei der Analyse des Strahlungsverhaltens steht insbesondere der Einfluss der Begrenzung der Struktur im Mittelpunkt, die bei der Implementierung zwangsläufig erfolgen muss. Es wird erörtert, inwieweit die begrenzte gegenüber der unbegrenzten Struktur im Hinblick auf eine bestimmte Strahlungscharakteristik zu modifizieren ist. Im Anschluss an die Untersuchungen zum Strahlungsverhalten wird ausführlich auf den Entwurf einer planaren Leckwellenantenne eingegangen, die auf einer begrenzten periodisch strukturierten Oberfläche basiert. Die Antenne zeigt bei zirkularer Polarisation ein konisches Richtdiagramm und misst bei der Mittenfrequenz eine Höhe von λ/25 mit der Freiraumwellenlange λ. Aufgrund des flachen Aufbaus lässt sich die Antenne prinzipiell auf einer ebenen Oberfläche montieren bzw. in diese einbetten. Das Beispiel hebt hervor, dass Leckwellenantennen auch in Bereichen Anwendung finden konnen, in denen bisher andere Antennenkonzepte eingesetzt werden. Die Besonderheit von Leckwellenantennen besteht in dem zusätzlichen Freiheitsgrad beim Entwurf, der sich aus dem dispersiven Verhalten ergibt. Neben der Beispielimplementierung wird auch auf eine Reihe weiterer Realisierungen planarer Antennen eingegangen.
Periodically structured surfaces display a number of interesting properties, making them attractive to antenna applications. In the present work, their application to the design of planar antennas is addressed. In a first step, the electromagnetics of periodically structured surfaces are investigated. Since such structures are strongly anisotropic, there are two general properties to consider: the wave propagation along the surface, which is strongly related to the dispersion characteristic, and the reflection characteristics of waves impinging from normal and oblique directions, respectively. Both aspects will be comprehensively investigated within the present work. In a further step, the radiation characteristics of periodically structured surfaces are analysed. The radiation characteristics are closely connected with the propagation of leaky waves supported by the structure within a certain frequency range, the leaky-wave region. It will be pointed out by measurements that the leaky-wave region basically joins the two general properties, the dispersion and the reflection. During the investigations on the radiation characteristics, the influence of the truncation of a periodically structured surface, necessary for a practical implementation, is examined in detail. It will be shown how a truncated structure has to be modified with respect to an infinite one in order to display the radiation pattern desired. Following the investigations on the electromagnetics and the radiation characteristics, an example implementation of a planar leaky-wave antenna is presented that is based on a strongly truncated periodically structured surface. At the centre frequency, the antenna measures λ/25 in height, with λ the freespace wavelength, and displays a conical radiation pattern for circular polarisation. Due to the low-profile configuration, the antenna can be mounted onto or embedded into flat surfaces. The example demonstrates that leaky-wave antennas are suited for applications using typically other antenna concepts. The dispersion characteristic is the main advantage of leaky-wave antennas, basically representing a degree of freedom to the design.