频率选择表面(Frequency Selective Surfaces,FSS)是一种由金属单元周期性组合而成的人工电磁材料,可以有效地控制入射电磁波的透射和反射,广泛应用于卫星通信领域,还能实现飞行器的隐身,具有至关重要的军事应用价值。有源频率选择表面(Active Frequency Selective Surface,AFSS)的滤波特性可以通过控制外部激励来调节,能够快速地应对复杂多变的电磁工作环境,因此成为世界各国频率选择表面领域的研究重点。本文首先研究了FSS的基本概念和滤波机理,从不同角度介绍了FSS的分类和各自的特性,着重介绍了传统无源FSS中单元结构、单元间距、单元尺寸、介质层材质、入射波角度和极化方式对其滤波特性的影响,并且介绍了频率选择表面中栅瓣和表面波的负面影响及其出现原因。其次,研究了基于变容二极管的有源频率选择表面的设计方式,分析了馈线网络对频率选择表面谐振特性的影响,之后基于方形缝隙环FSS,设计了一种加载电感的新型馈线网络,有效地减小了馈线网络对频率选择表面谐振特性尤其是插入损耗引起的不良影响。并使用矩形波导测试法对使用新型馈线网络的缝隙型FSS进行加工测试。接着,设计了一种基于变容二极管的有源无馈线FSS,其单元结构中的过孔和金属结构为变容二极管的馈电提供了直流通路,无需额外添加馈线网络,避免了馈线加载对FSS谐振特性的不良影响。但是,这种结构在不同的入射波极化方式下谐振特性会有细微差别。最后,对上述有源无馈线FSS的结构进行改进,设计了一种极化不敏感的有源无馈线FSS,无需额外添加馈线网络,并且具有良好的频率可调谐性和极化不敏感性。并使用横电磁波室测试法对这种有源无馈线FSS进行加工测试,测试结果表明,可以通过控制变容二极管两端的反向偏置电压,使FSS的谐振中心频率在8-10GHz之间调谐。