超材料是一种由亚波长金属及介质单元以周期排列而成的人工结构,通过合理设计其单元结构及排列顺序可以调控电磁波幅值和相位,进而实现吸波隐身及电磁波极化控制。本文依据超材料特殊的电磁特性,分别设计了应用于微波波段的高性能吸波器和极化器,主要内容如下:（1）提出两款基于透明氧化铟（ITO）电阻膜的透明完美吸波器。第一款为超宽带刚性透明完美吸波器。谐振结构由ITO电阻膜构成的耶路撒冷和十字形复合而成。采用透明有机玻璃（PMMA）作为介质层,可应用于视窗隐身等场景。仿真结果表明,由于复合结构在不同频点处产生电磁谐振,使吸波器在3.6-8.6 GHz（相对带宽82%）内实现96%以上的吸收效率。提出的结构具有宽入射角及极化角不敏感的吸收特性。第二款为柔性透明完美吸波器。所设计的吸波器顶部谐振结构由耶路撒冷结构改良而得,该结构有效优化了吸波器与自由空间的阻抗匹配。该吸波器在3.3-6.7GHz带宽范围内实现96%以上的吸收效率。采用柔性透明的聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为介质层,解决了不规则物体共形隐身问题。基于阻抗匹配理论的数值分析和场流分布阐明了其吸波机理。（2）提出一种多层开口谐振环叠加的高性能极化转换器。仿真结果表明在2.7-4.6 GHz范围内将入射的y极化波转换为与其垂直的x极化波,极化转换率高达99%以上,并利用电磁谐振特性分析了其极化转换机理。最后对极化器样品进行实验测试,测试结果与仿真结果一致,具有宽带极化特性,验证了该高性能极化器结构设计的可行性。