频率选择表面(Frequency Selective Surfaces，FSSs)是由介质基底上相同的贴片或孔径单元按二维周期性排列构成的无限大平面结构，它对具有不同工作频率、极化方式和入射角度的电磁波具有选择特性，在与电磁波相互作用时，表现出明显的带通或带阻滤波特性，通常被用作空间滤波器。可用于雷达天线罩、降低天线阵雷达散射截面、作为反射器传输和反射不同频段电磁波等领域。小型化频率选择表面(Miniaturized-Element Frequency Selective Surface，MEFSS)可以在有限空间、局部小的区域内增加FSS单元数量，近似成无限大FSS，获得理想的滤波特性，改善FSS响应对入射角度的敏感性。在多波段、超宽带及可控频率选择表面设计上，具有很大的发展空间。　　本文深入学习了小型化频率选择表面的基本理论、设计原理和设计方法;着重研究了结合数值分析方法与等效电路分析方法设计频率选择表面的过程，为小型化频率选择表面的设计奠定了坚实的理论依据。本文主要研究了实现双波段和超宽带频率选择表面单元尺寸缩减和剖面降低的方法。本文的主要工作及创新点如下:　　1.基于互补耦合及弯折技术，设计了一个双波段小型化频率选择表面。给出了该双波段小型化频率选择表面对应的等效电路模型，根据微波滤波器理论综合计算出等效电路的电参数，进而计算频率选择表面的结构参数。理论仿真与测试结果验证了提出的设计方法的有效性与可靠性。结果表明提出的双波段频率选择表面具有小型化特性和高的角度稳定性，单元尺寸为0.033λ×0.033λ，且入射角达到60度时，依然能保持稳定的谐振频率。继而利用错位耦合技术，设计了另一种超小型化频率选择表面，单元尺寸仅为0.01λ×0.01λ，最大入射角可达86度。与已有文献相比，提出的结构具有更小的单元尺寸、超低的剖面以及高角度稳定性，可用于设计天线罩，解决频率选择表面因弯曲变形引起的滤波器性能恶化。　　2.针对频率选择表面单元结构决定谐振频率特性的固有缺陷，以及传统耦合与加载技术实现频率选择表面单元小型化的局限性，提出了一种基于集总元件加载的双波段小型化频率选择表面。在传统的双波段频率选择表面的贴片单元加载集总电感，孔径单元加载集总电容，得到的双波段FSS不仅具有超小型化特性，还具有谐振频率及频带比灵活可控的特性。通过加载PIN二极管得到了一个谐振频率及极化状态可控的双波段小型化频率选择表面。因此，基于集总元件加载的小型化频率选择表面具有潜在的研究价值。　　3.针对双波段频率选择表面的高频段存在角度稳定性差，易出现模式互作用零点的问题，提出了一种基于级联技术的三层耦合双波段小型化频率选择表面，给出了该频率选择表面对应的等效电路模型，根据微波滤波器理论综合计算出等效电路的电参数，进一步可计算出频率选择表面的结构参数。仿真及测试结果验证了提出的新型双波段小型化频率选择表面具有高的频率选择特性和宽的带外抑制特性，其低频段和高频段均具有高的角度稳定性，最大入射角达到60度时，高频段没有模式互作用零点。在中间孔径层四边引入开槽得到了传输零点可控与极化状态可控的双波段小型化频率选择表面。与目前已有的多波段及三维频率选择表面相比，提出的三层耦合双波段小型化频率选择表面的单元尺寸更小，为0.089λ×0.089λ，剖面更低，并且具有传输零点和极化可控的优势。　　4.针对目前超宽带带阻频率选择表面存在的单元尺寸大，剖面厚的问题，提出了一种基于金属化过孔技术的2.5D超宽带带阻小型化频率选择表面。首先结合等效电路详细分析了2.5D频率选择表面小型化的基本原理，继而将金属化过孔的技术用于设计超宽带带阻小型化频率选择表面，该结构由十字交叉偶极子单元、圆环单元和金属化过孔方环单元构成。仿真及测试结果表明提出的超宽带带阻FSS能够覆盖FCC制定的超宽带范围，并具有低剖面、小型化和角度稳定性高的优点，单元尺寸为0.15λ×0.15λ，最大入射角可达60度，-10dB百分比带宽为161.9％。结合传统的级联技术，提出了一种阻带带宽更宽的双层级联超宽带带阻频率选择表面，-10dB百分比带宽为231.5％，-20dB百分比带宽为185.4％。设计一个超宽带天线，并将提出的单层超宽带带阻频率选择表面用作超宽带天线的反射板，在没有影响超宽带天线反射系数的前提下，成功提高了超宽带天线的增益。使用频率选择表面反射板具有增大天线前后比，提高天线效率的作用。提出的超宽带带阻频率选择表面可用于提高超宽带范围内天线的辐射性能。