本文研究了用于被动毫米波成像的长焦深超表面,侧重点在如何加长焦深并保持较高的横向分辨率。从两个方向进行这个研究,一是用全息算法对焦斑形状进行赋形,实现具有长焦深特性的焦斑;二是实现极化复用,使用具有双折射特性的单元组成超表面,能够实现对正交线极化的电磁波单独控制。这两种方法是从不同的方面分析,互不影响,能够有机的结合,实现大数值孔径范围的焦深。根据不同的应用需求,本文使用不同的形式的单元结构,实现了反射式和透射式长焦深超表面,对比了GS,GSW和改进型GSW算法,为实现电磁波在纵向方向场分布的更大调节能力,使用改进型的GSW算法优化。反射式超表面采用的“Y”形单元,调节尺寸,一个线极化实现一个相位时,其正交极化能够实现330度的相位分布。接着,我们再分析了不同馈电方式的聚焦效果,对于正馈,由于“Y”形单元具有上下不对称性,造成超表面电场左右不对称,通过改变单元的排布方式,使得超表面阵列整体实现对称效果,实现了更圆的焦斑形状。对于偏馈,入射波的方向位于超表面的上方斜45度,形成的焦斑在超表面正前方轴线上,3dB焦深的前后节点对应的数值孔径分别为0.6和0.17。为提高透射式超表面的效率,通过单元S参数推导证明,采用多层结构能够在同等幅值的条件增加相位覆盖范围,3层单元结构能够实现-3dB幅值条件下360度相位覆盖。双工型的单元结构,两个正交的工,分别对应两个极化的工作模式,改变一个“工”的两横,能够实现对一个线极化相位的单独控制,对其正交极化透射系数没有影响。透射式超表面10GHz实现了数值孔径范围是0.14至0.75的焦深,距超表面300mm的焦斑大小是0.71倍波长,1200mm处是2.74倍波长。反射式超表面和透射式超表面都通过理论计算与CST STUDIO SUITE仿真,通过对比结果,反射式超表面的仿真结果理论计算相符;透射式超表面还经过加工测试验证,测试了超表面的近场分布,焦深前后对应的数值孔径范围是0.56到0.17,仿真和测试效率,测试结果与理论计算、仿真结果一致,证明了设计方法的可行性。