新型人工电磁超材料和超表面具有异于自然材料的电磁特性，它们的出现给电磁学，光学和声学等领域带来了巨大的变革。超材料和超表面可以对电磁波的极化和传播方向实现近乎完美的调控。这一功能在诸如透镜天线，雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)缩减等方面极具吸引力。本论文主要研究基于柔性人工电磁超表面的极化转换器及其在低散射天线方面的应用。
　　首先，文章的第二部分介绍了电场矢量分解法和等效电路法，来分析极化转换器的工作机理。此外还简单介绍了广义的斯涅耳定律，用以分析相位梯度超表面，介绍了阵列理论用以分析诸如棋盘式排布超表面和相位梯度超表面(Gradient Index Metasurfaces, GIMs)实现单站RCS缩减的机理。
　　其次，本文设计了一款工作在微波波段的柔性宽带极化旋转超表面(Polarization Conversion Metasurface, PCM)。为了拓展宽带，引入长和短金属弧谐振器和金属圆贴片结构(Long and Short metallic Arc Resonators and the metallic Disks, LSARsD)，这个组合结构具有三种谐振模式，可以产生三个谐振频点。因为前两个谐振模式的简并以及对周期和单元结构厚度电尺寸的小型化设计，导致极化转换器具有良好的抗角度入射的能力。仿真和测试结果均充分证明了所设计的超表面在入射角度从0度改变至45度时，极化转换效率均值高于85%。此外，当极化旋转超表面共形于柱面时，仍然可以保持良好的极化转换效率。
　　最后，基于 LSARsD 结构，本文提出了一种基于极化旋转单元实现 3 比特编码相位梯度超表面的低散射天线。该编码超表面可以在8~14 GHz内实现良好的线极化转换效果。天线设计在相位梯度超表面第二层介质层的表面，并且加入背腔设计以提高增益。结合3比特编码超表面的天线工作频点设计在10 GHz, 采用同轴探针从底部馈电。实测过程中发现底板过薄而发生形变，因而对仿真参数进行调整。实测结果和参数调整之后的仿真结果一致。相比于参考天线，可以实现8~14 GHz频段范围内，RCS缩减均值达到10 dB以上。