在电子信息技术迅速发展的时代,人工智能技术和第五代移动通信技术（5G技术）的出现极大地方便了人们的日常生活,也对未来通信提出了更高的要求。作为信号传输的重要载体,微波毫米波电路的发展影响着未来通信、万物互联、智能计算等关键技术的发展。因此,提升微波毫米波电路的工作性能成为了研究者们关注的重点。为此,本文将人工表面等离激元超材料应用于微波毫米波电路之中,从物理底层探索新技术方案以解决微波毫米波电路在提高集成度、增加通信容量等方面的瓶颈问题。通过建立全新的人工表面等离激元传输线及传输阵列构型,提高传输性能,降低邻间耦合,实现新型、高效、高通量的微波毫米波人工表面等离激元电路。本文深入研究了人工表面等离激元在微波和毫米波频段的传输特性、设计方法和应用潜力,主要创新性成果包括:1.建立了人工表面等离激元传输特性的调控方法。首先分析了微波毫米波频段人工表面等离激元结构的色散特性和传输特性。在此基础上,研究了人工表面等离激元不同实现形式并进行优劣分析。最后,阐述了人工表面等离激元的仿真方法和实验方法,从而初步建立了针对人工表面等离激元传输线设计的完整架构和流程。2.提出了滑移对称人工表面等离激元传输线和混合传输阵列。阐述了高对称性和滑移对称的概念,设计了滑移对称人工表面等离激元单元结构,通过色散特性和模式特性分析,论证了滑移对称结构具有边界禁带消除和模式合并的特征。基于此设计了滑移对称人工表面等离激元双导体传输线,有效提高基模截止频率,增加了传输线的工作带宽。进一步地,利用滑移传输线和非滑移传输线之间的模式失配,构造了滑移-非滑移混合传输阵列,可以在深亚波长线间距下大幅降低邻间串扰。最后,使用耦合模式理论分析了传输阵列线间耦合特性,并在微波段实验验证了滑移对称传输线和混合传输阵列的性能。3.设计实现了毫米波人工表面等离激元传输线。首先,为解决毫米波传输线难以高效激励的问题,针对GSG探针激励方式设计了与之匹配的探针垫,同时提出了探针的简化模型用于精确的仿真。其次,摒弃原始槽深渐变的微带线到人工表面等离激元结构过渡方式,采用四分之一波长支节匹配的方法实现阻抗匹配,实现了紧凑过渡。而后进行了样品加工和实验验证,实验结果与仿真结果吻合良好,有力地说明了板级人工表面等离激元传输线在毫米波频段的应用潜力。最后,针对毫米波人工表面等离激元传输阵列的耦合特性进行研究,论证了人工表面等离激元传输线相比于传统微带线对邻间耦合有更高的抑制能力。