频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)是一种人工电磁周期结构,其频率响应具有特殊的频率选择特性,可以对特定频率的电磁波进行反射或者透射,带内传输/反射损耗小,带宽和谐振频率等指标可控性好。因此,FSS自从问世以来就受到了广泛且持续的关注。虽然FSS的报道文献较多,但是多数集中于对单层FSS形状的研究及小型化实现策略。对于实际具有重要工程应用价值的多层级联FSS的文献报道并不多。此外,在一些新兴的应用中,往往要求FSS有更好的表现,如具有宽带带外抑制的带通型FSS和圆极化波工作方式的FSS,这些研究方向有待进一步探讨。根据现有FSS的发展情况和新的工程应用需求,本文以带通型宽阻带FSS和带通型圆极化FSS为两个基本设计目标,基于等效电路模型方法,对所提出的FSS工作原理和设计方法进行了深入的研究和分析。本文的主要内容安排如下:首先,本文介绍了FSS的研究背景和研究意义。根据FSS的应用场景,对国内外FSS的发展动态进行了分类、梳理。其中,对目前几种热门应用,简要地分析了FSS的工作原理,总结了这些设计中的创新点和不足之处,这为本文的相关研究提供了参照和依据。其次,在分析了传统谐振型单元在宽阻带FSS设计方面的劣势后,本文采用了新颖的非谐振型级联单元作为设计基础,并且合理设计单元中的介质分布,实现了带通型宽阻带FSS的设计目标。此外,文中还分析了非谐振型级联单元多层金属层之间的阵列干涉现象。仿真结果表明,本文设计的带通型宽阻带FSS具有通带插损小、矩形系数高和带外抑制频带宽等优良特性。对于K波段带通型圆极化FSS设计,本文首先理论分析了单层方槽单元的TE和TM极化波响应一致性对入射角和单元几何尺寸的依赖关系。然后,采用双层方槽级联结构,结合等效电路模型优化方法,获得了最终设计结果。在0°~60°入射角域,通带内圆极化波的插损和轴比均小于1dB。并且对这一款FSS进行了加工和测试,测试曲线和仿真结果吻合良好。最后,在线极化带通型宽阻带FSS的基础上,将原始的网栅电感层替换为一种新颖的螺旋曲折线电感层,设计了带通型宽阻带圆极化FSS。通过FSS的等效电路模型进行优化,最终实现了在L/S波段圆极化波的优良传输特性和5~25GHz宽频带范围内的阻带抑制效果。