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频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)是指由大量相同的谐振单元按一维或二维方向周期排列成的无限大阵列,其本质上相当于一个空间滤波器,可以反射或透射不同频率和不同极化方式的电磁波。有源频率选择表面(Active Frequency Selective Surface,AFSS)是指在无源FSS加载一系列有源器件,来实现电磁特性动态调节的一种新型FSS,其有效地解决了无源FSS不能适应复杂电磁环境这一缺陷。超材料(Metamaterials)是指具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料,超常的物理特性使得超材料广泛应用于民航、军事、生活及生产等各个方面,对未来的通信、制造、隐身及探测等技术将带来巨大的变革。本文主要研究了超材料在有源频率选择表面的应用,利用超材料独特的电磁特性,可以有效地增强AFSS的入射角稳定性、极化稳定性以及传输特性的动态调节性。本文的主要研究内容包括以下几个方面:首先,分别介绍了超材料和FSS的定义,并阐述了二者的分析方法。设计了两款新型超材料单元,一款为开口方形环超材料单元,另一款为嵌套三角形环超材料单元,通过S参数提取法验证了这两款单元都能在S、C波段保持超材料性能,并分别分析了单元的结构参数变化对其电磁特性带来的影响。使用基于有限元算法的三维电磁仿真软件验证了两款新型超材料单元的频率选择特性,都能在S波段内产生单阻带,但并不具备入射角稳定性和极化稳定性,存在一定的缺陷。其次,设计了一款基于开口方形环超材料单元的FSS,其能够在S波段内产生单阻带,具有最大为75o的入射角稳定性和较好的极化稳定性,并分析了开口方形环结构参数变化对开口方形环FSS的传输特性产生的影响。通过在该FSS单元间加载变容二极管构成开口方形环AFSS,改变变容二极管的电容值,其电磁传输特性具有动态可调性,能够适应复杂的电磁环境。最后,设计了一款基于嵌套三角形环超材料单元的FSS,其能够在C波段内产生单阻带,具有最大为70o的入射角稳定性和极化稳定性,并分析了嵌套三角形环结构参数变化对嵌套三角形环FSS的传输特性产生的影响。通过在该FSS单元间加载变容二极管构成嵌套三角形环AFSS,使其能够在S、C波段内产生双阻带,改变变容二极管的电容值大小,其电磁传输特性具有较好的可调性,同样能够适应复杂的电磁环境。