周期性电磁结构是由同类电磁散射体组成的周期性阵列结构,如相控阵天线、频率选择表面和光子晶体等,具有非常多的优良特性,其中之一就是周期性电磁结构的频率选择特性,利用电磁结构的周期性分布以及控制其电磁参数引起电磁特性的变化,使得周期性电磁结构对特定频段的电磁波起选择性透过或吸收作用。在自然界中,等离子体的温度、密度等物理特性可以通过外部参量来进行人为调控,其频率也覆盖了整个微波波段,在周期性电磁结构中加入等离子体,将等离子体作为介质呈周期性排列,使得等离子体周期性结构不仅具由周期性电磁结构的诸多特性,同时还具有等离子体可调控的特性。因此,等离子体周期性电磁结构在电磁波频率选择技术领域的重要应用前景,使其成为跨越等离子体领域和电磁波领域的热门交叉课题。为了使周期性电磁结构具有更强的动态可调性和更宽的有效选择性透过频段,国内外研究者从理论研究、时变等离子体和等离子体周期性结构布局等方面开展了广泛的研究,但目前的研究工作大都针对于简单的周期性结构,如平行阵列结构,通过改变等离子体状态参数或在阵列中制造缺陷等方式来改变结构的电磁特性,而对于非平行阵列的等离子体周期性结构的研究还鲜有报道。对此,本文提出了交错等离子体周期性结构,并开展了如下研究工作:1.设计并制备双层交错等离子体周期性结构,对不同层间距离和不同交错角度的样品进行试验测试和仿真计算。交错角度为45°层间距离为7 mm的结构实现了等离子开关状态透过率差值小于3 d B的频段为13.74-18 GHz;在通带内,交错等离子体周期性结构反射率衰减平均值6.27 d B,5 d B衰减频段为15.77-18 GHz;在通带外,交错等离子体周期性结构反射率衰减平均值-7.43 d B,5 d B衰减频段为6-11.18GHz和12.98-14.57 GHz。随着层间距离和交错角度的改变,反射率抑制和透过率差值也随之改变。2.探究在理想状态下等离子体频率、层内距离和堆叠层数对交错等离子体周期性结构的反射特性和透射特性的影响,高频率交错等离子体周期性结构实现了等离子体频率增大透过率差值小于3 d B的频段为14.3-15.8 GHz和16.5-17 GHz;在通带内,交错等离子体周期性结构反射率衰减5 d B频段为14.7-17.5 GHz;在通带外,交错等离子体周期性结构反射率衰减5 d B频段为8.9-9.2 GHz和11.8-13.8 GHz。在此基础上随着层内距离和堆叠层数的改变,反射率抑制和透过率差值也随之改变。