在军民领域中,工作于不同频段的无线通信设备与系统已得到了普遍应用,这使得设备与系统所处的电磁环境逐渐变得复杂。一方面,外来的辐照电磁波可通过电磁感应或孔缝耦合进入到无线通信设备与系统的内部空间,并进一步与其中的信号传输线缆和电子元器件相互作用,容易导致器件级、模块级或系统级的工作性能降级甚至失效。另一方面,在外来电磁波的辐照下,来自设备与系统的空间散射波,使得周围电磁环境进一步复杂化,并且强度较大的空间散射波极有可能对邻近环境中的其它设备与系统再次造成相互干扰。因此,增强复杂电磁环境中的目标在外来电磁波辐照下的防护能力以及调控目标的电磁散射特性,对于确保目标正常工作以及改善电磁环境具有重要意义。根据电磁兼容理论,在电磁干扰的传播途径上实行屏蔽或控制是一项重要的辐照防护措施。此外,通过调控目标的电磁散射特性,将目标的主散射重定向于次要威胁角域,从而减缩目标在其主要威胁角域内的空间散射波强度,这有利于减轻目标对分布于其主要威胁角域内的其它设备或系统的电磁干扰强度。针对这两方面目标,本文首先以无源电磁超表面为基础,研究了无线通信环境中的一种辐照防护设计;其次,进一步对无源电磁超表面进行功能拓展,通过变容二极管加载,设计了一种可动态调控目标电磁散射特性的有源电磁超表面。在外来电磁波的辐照防护方面,本文以透射型超表面透镜为基础,结合单层电路模拟吸波器,设计了一种复合阵列结构,在低频实现电磁屏蔽和散射降低的同时,提供了一个高频无线通信窗口,且在这一通信窗口内实现了球面波前与平面波前的互易转换,有助于提高通信质量。首先,基于透射相位补偿原理,设计了一种具有宽带聚焦特性的透射型超表面透镜,以实现平面波前与球面波前的相互转换。通过适当地构造超表面透镜单元的几何形状,实现了在预定焦点处的宽带聚焦效果。然后,利用超表面透镜在透波窗口外的反射特性,结合集总电阻加载的双方环导电贴片作为有耗层,通过超表面透镜与有耗层的集成而获得了复合阵列结构设计,实现了复合阵列结构基于电路模拟吸收原理的宽带吸波效果。采用置于预定焦点处的Vivaldi渐变缝天线作为初级辐射源,以考察复合阵列结构对天线辐射的提升作用。在设计频率11 GHz处,观察到复合阵列结构的有效波前转换使得初级馈源天线的主瓣增益提高了7.91 d B,产生主瓣增益增强效果的相对带宽为36.04%。在电磁波正入射实验中发现,相比于超表面透镜,复合阵列结构的吸波效果实现了在108.43%的相对带宽范围内大于等于10 d B的后向散射缩减效果。此外,分析了复合阵列结构的散射减缩和电磁屏蔽的宽角域稳定性。该复合阵列结构的辐射增益提升、散射减缩、以及电磁屏蔽效果,使其对于敏感电磁环境中的无线通信设备或系统的屏蔽增强具有潜在的应用价值。为了通过目标电磁散射特性的调整而实现电磁工作环境的改善,考虑到目标及其工作环境的动态变化,本文研究了有源电磁超表面对于目标电磁散射特性的动态调控。首先,设计了一种变容二极管加载的、具有嵌入式偏置回路的有源超表面物理单元结构,并对有源超表面进行了等效电路模型提取与分析,阐述了变容二极管对于有源超表面反射特性的调控机理。然后,将单元结构分别在平板结构表面以及柱形结构表面合适地组建为阵列,获得平面以及柱面共形的有源超表面设计。结合可编程直流电压输出放大器,为有源超表面在不同工作状态之间的快速切换,实现了多通道独立可控的直流偏置电压。通过各通道直流偏置电压对有源超表面不同单元中变容二极管偏置状态的实时调节,有源超表面可对不同的入射角度与不同的预定反射角度呈现出一种可电调的反射系数相位梯度。进而通过广义反射定律,将主散射能量定向于预定反射角度,根据能量守恒定律,便可减小其它角域的散射强度,从而在宽角域范围内改善电磁环境。通过不同单站和双站情形下的雷达散射截面,表征了经过重定向的主散射能量;通过设计所产生的可重构散射方向图,表明了对散射特性的动态调控以及宽角域范围内的电磁环境改善,通过单站与双站实验测量验证了电磁散射特性的捷变效果。同时,也分析了重定向的主散射波瓣在雷达散射截面增强领域的有利用途。