太赫兹波具有穿透性强、高信噪比和高分辨率等独特性质，在生物医学、天文观测、无线通信和成像系统等诸多研究和应用中有着重要作用和价值。随着太赫兹技术发展，快速、高效的太赫兹调控器件需求越来越迫切。超表面克服了超材料存在的体积过大、损耗过多等缺点，在电磁波调控上表现出巨大潜力。自编码超材料概念提出后，编码超表面应运而生，迎来了重大发展机遇。编码超表面不仅在控制电磁波上拥有出色的表现，而且随着编码超材料的发展，各种太赫兹编码超表面理论被提出，可以实现波束控制、低雷达散射截面等功能。
　　传统反射型编码超表面一般由金属-介质组成，其功能由单元结构在超表面中的编码序列决定，一旦编码序列确定，相应功能就会固定不可改变。这种编码超表面具有不可调谐性，功能唯一，不能实现动态调控。因此，可调谐编码超表面的出现很好地解决了这个问题。可调谐超表面在传统反射型编码超表面基础上，引入一些功能材料，通过改变功能材料特性，实现不同的功能。本论文内容主要分为两部分：一是设计了三种传统反射型编码超表面，不仅省去实现多比特编码超表面时单元结构的复杂设计和优化过程，同时利用Pancharanam-Berry相位理论，简化了在结构设计中设计及优化过程，提高了设计效率，实现了对不同入射方式下对太赫兹波波束控制以及在不同入射角下降低目标RCS的性能；二是设计了三种可调谐反射型超表面，在传统反射型超表面基础上，通过在单元结构中引入一些二氧化钒、液晶功能材料，利用外界条件激发，改变功能材料特性，使原本具有唯一功能的编码超表面具有功能可调性，实现对太赫兹波不同控制。具体研究内容如下：
　　提出了“S”形结构太赫兹反射型编码超表面。通过对“S”形不同周期编码序列的排布方式，实现对太赫兹波反射波2束和4束灵活调控，并利用随机编码序列设计太赫兹随机编码超表面，与等尺寸裸金属板相比，该结构太赫兹编码超表面在0.9THz~1.4THz和1.65THz~1.9THz范围内雷达散射截面（Radar Cross Section,RCS）缩减值均位于-10dB以下。
　　提出了“M”形结构太赫兹反射型编码超表面。旋转“M”形金属图案获得八个编码粒子，采用规则或随机排列方法设计了各种编码超表面，实现了2束、4束和6束太赫兹反射波的灵活控制，有效减低RCS。与裸金属板相比，随机编码超表面在0.7THz~1.45THz频率范围内，RCS缩减-10dB以下。
　　提出了开口谐振框结构太赫兹反射型编码超表面。设计了1-bit、2-bit和随机编码超表面，利用预先设计的编码序列，实现了太赫兹波分束控制及RCS缩减，最大缩减达-15dB。
　　提出了嵌入二氧化钒（Vanadium Dioxide，VO2）金属结构太赫兹反射型编码超表面。在1.0THz频率下，实现了对反射太赫兹波束的动态可调，有效地降低后向散射能量。当VO2为金属态时，随着入射角增大，波束控制以及降低后向散射能量效果会逐渐变差；当VO2为绝缘态时，垂直入射下的太赫兹波束直接反射形成指向x-z平面中俯仰角0°的单波束。与等尺寸裸金属板对比，1-bit随机编码超表面在0.9THz~1.9THz范围内RCS缩减达到-10dB，斜入射角度会降低RCS缩减有效带宽范围。
　　提出了VO2复合对称双L形融合结构太赫兹反射型编码超表面。利用VO2随温度变化的金属态-绝缘态特性，结合Pancharanam-Berry（PB）相位设计了1-bit、2-bit和3-bit编码超表面，实现了对反射太赫兹波束的灵活操控。VO2处于金属态时，由不同编码序列排布形成的编码超表面可实现对反射太赫兹波2束和4束操控；VO2为绝缘态时，太赫兹波束直接反射为指向x-z平面中俯仰角0°的单波束。
　　提出了液晶（Liquid Crystal，LC）复合结构反射型编码超表面。将LC作为超表面单元介质层，利用施加偏置电压改变其介电常数，设计了可调谐LC编码超表面。通过实时变化编码序列，动态操控超表面相位分布，实现了反射波束角度的动态可调。