电磁波束调控一直是电磁场领域的一个重要的研究课题。相控阵调控电磁波束是利用多个独立控制的发射/接收单元实现对阵面中任意位置幅度相位调制,但是相控阵复杂的馈电网络增大了它的设计难度与制造成本。介质透镜利用不同材质折射率的差异,也可实现对不同位置波程差的控制,从而改变波阵面。但是介质透镜的尺寸对波长敏感,波长增加,介质透镜的厚度与重量增大问题显著。人工电磁表面为替代介质透镜的三维曲面或者相控阵的有源器件,实现结构简单的平面微波器件提供了一种有效的方法。本文研究了基于小型化的空间带通滤波器(MEFSS)工作于X波段的平面微波透镜的设计方法,主要工作包括以下几个方面:首先探究了MEFSS实现空间滤波的原理。使用等效电路的方法,构造了MEFSS的等效电路模型,验证了设计的MEFSS的滤波性能。并仿真得到了不同响应阶数的MEFSS单元的S参数,说明了阶数变化对单元幅度与相位响应的影响。其次,介绍了平面微波透镜的构造方法。基于广义折射原理,推导了平面微波透镜表面相位的计算公式,计算了微波透镜表面的相位分布。不同的表面相位用具有不同相位响应的MEFSS单元去控制。整体平面微波透镜建模使用MATLAB与CST联合仿真的方法,使用编写好的m文件控制CST自动完成平面微波透镜的三维建模与全波仿真,避免了复杂的手动操作,提高仿真效率。然后构造了一个计算透镜的透射场强分布的模型。对比仿真结果与模型的计算结果,分析了二者产生差异的原因,并对模型进行了改进与优化。在平面波斜入射透镜的情况下,我们使用上面的模型计算焦点位置与入射角度的关系,并与CST的仿真结果进行了对比,分析了不同斜入射角下的影响聚焦性能的因素。在论文的最后,对设计的平面微波透镜的应用领域进行了简要的阐述,突出了它在波束扫描天线,多波束天线以及高分辨成像透镜等领域的应用前景。