飞速发展的无线通信技术,在给日常生活带来便利的同时,又存在电磁辐射、电磁干扰等问题。频率选择表面（FSS）是由金属贴片单元或金属屏上的孔径单元构成的周期性微结构阵列,因其对电磁波的频率、极化方式、入射角度等具有选择透过性,常常用作电磁波的空间滤波器,广泛应用于无线通信、电磁屏蔽等领域。作为一种空间滤波器,FSS的透波特性不仅和其微结构拓扑、排列方式、结构参数以及加载的介质层介电常数等内在因素有关,又受电磁波入射角度、极化方式、能量等外在因素影响。由于影响因素众多且影响机理复杂,性能驱动下的FSS结构设计十分困难。特别是,如何依据目标透波特性快速完成FSS单元结构设计是工程化应用需要解决的关键问题。针对FSS结构快速优化设计难题,本文提出一种基于等效电路模型（ECM）和多目标粒子群优化（MOPSO）算法的FSS结构设计方法。该方法从电路分析与综合的角度入手,由目标频率响应特性确定ECM拓扑结构,借助MOPSO算法实现由目标频率响应特性到等效电路参数的精确反演,基于等效电路原理完成由ECM拓扑结构到FSS结构拓扑的映射,进而利用HFSS-MATLAB联合仿真手段实现结构参数优化。在此基础上,本文以典型工程背景为牵引,设计了三种高性能FSS结构。首先,为提高卡塞格伦天线的利用率,设计出工作在S波段和C波段的小型化带阻-带通型FSS,该结构传输零点位于2.73 GHz,传输极点位于4.59 GHz,单元周期仅为0.073λ0×0.073λ0,厚度仅为0.009λ0,谐振频率的角度稳定性高达80°。其次,针对无线设备的多频通信需求,设计出工作在S波段和C波段的双频带通FSS,该结构具有两个独立可调的透波频带（中心频率分别为3.39 GHz和4.48 GHz）,透波频带具有双侧滚降特性,可有效避免多频通信系统的频率干扰。最后,为满足天线罩的高阶带通透波特性需求,设计出一个工作在X波段的低剖面二阶带通FSS,-3 d B分数带宽为13.06%,剖面厚度仅为0.026λ0。通过全波仿真和样件测试验证了上述三个FSS的滤波性能。同时,ECM的频率响应与FSS的全波仿真结果均具有较好的一致性,证明了所提设计方法的有效性。本文提出的基于ECM和MOPSO算法的设计方法可用于设计具有不同频率响应特性的FSS结构,具有较好的准确性和通用性,对解决FSS结构设计问题提供了可行的技术方案。