随着科技发展,频率选择表面的应用更加广泛,对频率选择表面的性能要求也日益提高。本文从频率选择表面的优化工作入手,对小型化频率选择表面和主动型频率选择表面进行了研究。小型化频率选择表面具有相对于传统频率选择表面较小的单元尺寸,打破了传统频率选择表面单元尺寸与谐振波长相一致的限制,可以在更宽的频带中工作,同时也具有较好的角度稳定性。在一些特殊环境中,包括非平面波照射区域和小的弯曲部位,具有较高的应用优势。主动型频率选择表面的工作性能可以改变。相比于传统频率选择表面单一固定的性能,主动型频率选择表面可以根据不同的应用场景灵活改变性能,功能更为强大。本文主要的研究工作包括如下三个部分:1.基于感性容性表面耦合技术,研究设计了一种宽带高透明性结构。该结构由感性表面S形金属网栅、容性表面方形金属贴片和中间的介质层构成。在谐振频率附近具有一个很宽的传输通带,仿真传输通带覆盖了7.50-22.34GHZ,相对带宽达到99%,实验传输通带覆盖了 9.03-23.12GHz,相对带宽达到88%。通过理论分析,研究得到了该结构的等效电路,直观的了解了该结构的工作原理。同时该结构具有极化不敏感性,且具有较好的角度稳定性。2.基于光控主动型频率选择表面的概念,对直接在周期单元结构中加载光控元件的频率选择表面进行了研究。现阶段这方面的研究主要是加载光控材料,几乎没有加载光控器件的设计。这里我们设计了一种直接加载光敏电阻的阻带中心频率可调的频率选择表面。加载的光敏电阻在仿真时被等效为可变电阻,然而实验结果表明,光敏电阻在微波频率下的性能更为复杂,想要直接加载光控器件还需要进一步增加对光控元件的微波特性的研究。3.基于光控主动型频率选择表面的概念,对利用光控元件控制电控元件的可调型频率选择表面进行了研究。分别设计了一种利用光敏二极管控制变容二极管的吸收峰可调的频率选择表面和一种利用光敏二级管控制PIN二极管实现反射吸收切换的频率选择表面。利用等效电路法,我们分别对其仿真性能进行了分析。实验结果表明,利用光控元件作为外加电源时实现光控的设计方法是可行的,但是光控元件仅适用于控制功率要求较小的元件,这里仅能控制变容二极管,无法用于控制PIN二极管。