频率选择表面(FSS)的研究与发展至今已有上百年的历史，如何实现高性能的FSS一直是众多学者的研究热点。历史上，FSS的几个研究发展高峰都伴随着有效的分析方法的提出。受限于分析方法，至今为止FSS的实现绝大多数还是采用2.5维的平面分层结构，其所能实现的性能有限。近年来随着计算机技术的飞速发展，高性能计算机的出现为设计高维复杂结构提供了可能，对于真正三维的FSS结构(如高阻抗表面)的研究开始兴起。本文就是在采用有效的分析方法的基础上把传统的FSS设计方法和当前平面电路技术的热点基片集成波导(SIW)技术有效结合，提出、设计并实现了一系列高性能的新型基片集成FSS。本文的主要工作如下： 1．仔细分析了目前为止应用于分析周期性结构的两个主流方法，Floquet模式匹配法和谱域法，这两种方法一般只能用于分析平面分层结构，对于真正的三维立体互连周期性结构无法求解。本文详细推导了对结构通用性非常强的频域有限差分法(FDFD)在周期结构中的应用，并首次将FDFlD和区域分解方法(DDM)结合应用于真正三维互连周期性结构的求解，通过计算结果与文献结果的对比，验证了该方法在分析三维周期性问题时的有效性。 2．首次用上下表面有耦合缝隙的基片集成波导腔体(SIWC)结构作为周期单元，实现了高选择性的FSS。在保留传统缝隙型FSS的缝隙谐振模式的基础上将高选择性的腔体谐振模式引入到FSS中，两种不同模式的谐振及其相互作用使得这种新型的SIWC-FSS具有非常好的选择特性，而且其性能对于不同极化和较宽角度范围内变化的入射平面波非常稳定。采用FDFD以及FDFD-DDM的分析方法分析了不同缝隙类型构成的SIWC-FSS特性，指出了适用于形成SIWC-FSS的缝隙结构。 3．在单腔SIWC-FSS的基础上，采用FDFD-DDM和等效传输线的分析方法，成功设计了具有超高选择特性的基于传统四分之一波长问距级联方式实现的多层FSS。采用类似级联腔体滤波器和双模腔体滤波器的设计方法，成功实现了具有单边陡降滤波特性和准椭圆滤波特性等高选择性的超薄多层级联SIWC-FSS。采用多腔级联结构实现了具有抑制FSS内部表面波和栅瓣的Chebyshev滤波特性SIWC-FSS。同时采用不同尺寸的两腔体串联和并联的方式实现了具有双边陡降选择特性的sIWC-FSS。 4．将SIWC-FSS的设计方法应用于多通带FSS的设计当中。首先采用了同心多环型缝隙和SIW结合的方式实现了单边陡降滤波特性的双通带，三通带SIWC-FSS。为了解决窄频带间隔的FSS设计问题，首先采用折叠型内环型缝隙有效降低频带间隔，然后又采用相邻周期单元尺寸微扰的方法实现了在极窄频率间隔下仍然具有高选择性能的双通带SIWC-FSS。 5．在前面SIWC-FSS的设计基础上，首次采用实验验证的方式将FSS和天线进行一体化集成设计。基于SIWC-FSS结构对激励的极化和入射角的不敏感性，将设计的SIWC-FSS覆盖在喇叭天线的口面上有效地实现了滤波和天线的双功能集成，获得了具有滤波特性的天线(Filterma)。该Filtenna在实现良好的滤波特性的同时，在工作频段内保留了喇叭天线的优良辐射性能，同时还具有抗干扰和有效降低雷达散射截面(RCS)的功能。分析讨论了用SIW结构在基片上实现H面扇形喇叭(HPSH)天线的性能，其性能相比传统的金属HPSH略有提高。并分析了SIW的感性金属通孔、金属窗滤波器和HPSH无缝集成结构的性能，并提出了基于SIW-HPSH设计滤波天线的方法。