等离子体作为一种新型超材料,无需改变系统物理装置结构,仅在放电时对等离子体参数以及工作状态的调整即可实现对不同频率电磁波信号的调制。亚波长结构（特征尺寸小于波长）等离子体作为等离子体调制电磁波的新兴领域,为解决复杂电磁环境中的通信问题提供了一种新的方向。本文基于亚波长等离子体增强效应,结合米氏散射理论、等离子体激元理论,给出了能够对目标频率选择性增强的解决方案。根据通信环境需求,基于多层亚波长结构等离子体,实现了两方面的工作目标:针对多个分立频段的选择性增强,通过计算归纳了各层等离子体密度、各层等离子体厚度对增强峰的位置以及信号远场增益的影响规律,在L波段内的1 GHz与2 GHz两个目标通信频段处,实现了不低于10 d B的信号增益。在此基础上从场分布、电荷分布、能量传递角度对机制进行了解析。给出了实现目标通信频率选择性增强的等离子体密度、等离子体厚度等参数的调控策略。针对系统增强峰与目标频率位置有偏差的问题,提出基于米氏散射理论的遗传算法,对系统结构参数进行优化,实现了对等离子体层参数的精准预测,得到了选择性增强任意目标频率电磁信号的结构预测方法。针对连续宽频带的选择性增强,对空气层与等离子体层进行组合,设计了天线系统加载层结构,计算归纳了空气层在带宽调制中对系统带宽及远场增益的作用规律,实现了0.5 GHz～2.5 GHz内带宽不低于500 MHz、增益不低于5d B的宽频电磁信号增强。在此基础上从能量、电荷分布、等离子体激元杂化角度对机制进行了解析。最后设计了最小方差优化算法,完成了收发侧系统结构参数的最优匹配,得到了有效增益不低于5 d B、信号波动不超过3 d B、带宽不低于500 MHz的信号频带。本文基于有限元仿真以及理论研究,根据提出的设计目标,给出了实现多频段、宽频带的技术方案及参数选择依据。提出了两种结构优化策略:（1）基于米氏散射理论的精准预测分立频段选择性增强系统结构参数的遗传算法;（2）基于最小方差原理的最优结构匹配优化算法。为下一步的工程设计提供了理论指导。