随着雷达探测技术的不断发展,隐身目标的战场生存能力受到了严重的威胁。为提升目标的隐身性能,就需要对目标散射特性进行研究,而衡量目标散射特性的关键指标就是雷达截面（Radar Cross Section,RCS）,越低的RCS意味着更好的隐身性能。近年来电磁超表面因其具有灵活控制电磁波的能力而受到科研工作者的关注,利用电磁超表面实现RCS减缩的研究也取得了长足发展。但是,现有利用电磁超表面减缩RCS的工作中还存在窄带、低效率和功能单一等亟待解决的问题,为进一步提高电磁超表面的工作性能,本文从两种用于RCS减缩的电磁超表面入手,首先分析了超表面吸波体和极化转换超表面的工作原理,并分别设计了具有光学透明特性的宽带高吸波率超表面吸波体和低剖面宽带极化转换超表面。其中,对极化转换超表面进行编码化设计,实现了对散射方向图的灵活调控和对超表面性能的优化提升。最后,将低剖面极化转换超表面与微带天线进行一体化设计,在不影响天线辐射性能的前提下实现了宽带RCS减缩效果。本文的内容包括三个部分:1.为解决传统超表面吸波体吸波率不足且无法满足视觉观察需求的问题,本文基于一种新型的电阻膜材料氧化铟锡（Indium Tin Oxide,ITO）膜,设计了一款具有光学透明特性的宽带高吸波率超表面吸波体。为了实现光学透明特性,整个结构使用透明的聚酯塑料和ITO膜替换传统的介质基板和周期性金属图案,ITO膜材料自身具有的损耗特性提高了吸波体单元在宽吸收频带内的吸波率。仿真结果表明,吸波体单元90%和95%吸波率工作带宽分别达到了4.92～24.55GHz（相对带宽131%）和5.74～21.85GHz（相对带宽115%）,并且当入射角增大至50°时,该吸波体单元仍能在宽频段内保持大于80%的吸波率。2.为解决现有宽带电磁超表面结构复杂和剖面高的问题,本文设计了一种单层的低剖面宽带极化转换超表面（Polarization Conversion Metasurface,PCM）,超表面单元结构采用单层设计实现了整个单元的低剖面特性,通过引入金属化通孔连接梭形结构和金属地板以延长电流路径,拓展了超表面单元的工作带宽。该超表面单元在结构剖面仅为0.08λ的条件下,在9.55～27.35GHz的频带内实现了大于90%的极化转换率（Polarization Conversion Rate,PCR）。此外,将极化转换超表面单元进行编码排布,基于卷积定理对不同编码序列进行叠加,实现了对散射峰值波束的灵活控制。为进一步提升电磁超表面的宽带散射抑制能力,采用模拟退火算法针对超表面单站RCS减缩进行优化。相比于同规模棋盘排布的超表面,优化后的编码超表面在8～20GHz频带内平均单站RCS减缩增大了2.7d B,且在上半空间内该编码超表面的散射方向图呈现漫散射特性。3.为解决电磁超表面难以兼顾天线辐射和散射性能的问题,通过在微带天线周围放置棋盘排布的极化转换超表面单元,超表面单元和天线结构剖面高度一致且共用金属地板,实现了极化转换超表面和微带天线的一体化设计。对所得低RCS微带天线进行仿真,仿真结果表明加载极化转换超表面并未对天线的辐射性能造成影响,并且该低RCS微带天线在电磁波垂直入射时,在9.5GHz～27GHz的频带范围内可实现超过10d B的平均单站RCS减缩。此外,当入射角增大至30°时,该低RCS微带天线宽频带内仍具有超过6d B的平均双站RCS减缩。