频率选择表面(Frequency Selective Surface, FSS)是一种平面二维周期性阵列结构,其本质是一个电磁空间滤波器,频率选择表面与电磁波在相互作用时会表现出明显的带通或带阻的电磁波透射特性。频率选择表面良好的频率选择和极化选择特性,能够有效控制电磁波的传输与反射,随着科技的不断进步与发展,频率选择表面已经越来越多的应用于微波、红外波及可见光波段。近些年,国内外的学者及研究机构对频率选择表面进行了各种深入的研究与分析,人们对频率选择表面各种特性的认识也日趋完善。现阶段,如何有效利用频率选择表面的电磁波透射特性以使其能更好的应用于生产实践中已成为频率选择表面的主要研究方向。针对频率选择表面在实际应用中的问题,本文主要从以下几个方面展开了分析研究与仿真设计：1、频率选择表面应用于雷达天线罩时,由于电磁波在通过带通型频率选择表面时引起的谐波效应及两者相互作用时产生的表面波影响,会在滤波过程中产生栅瓣。如果栅瓣产生的位置在敌方雷达的勘测频率内,无疑会使频率选择表面起不到隐身作用。针对带通型频率选择表面应用于雷达天线罩上的栅瓣问题,本文通过数值计算和仿真分析设计了特性良好的优化型单层介质加载双层频率选择表面缝隙阵列结构和以此为基础改进的双层介质加载三层频率选择表面缝隙阵列结构,有效地解决了在实用中电磁波大角度入射时,各类栅瓣过早、连续出现的问题,并给出了详细的研究过程与仿真设计结果。2、双频及多频频率选择表面结构一直是频率选择表面研究的热点。通过结构设计改变使得频率选择表面滤波特性呈现双频及多频特性具有重要的实际应用价值。长期以来,人们对双频及多频结构频率选择表面的研究与设计往往只针对单一结构及特殊结构,没有形成任意结构都可设计为双频或多频的统一规律,设计符合一定选频特性规律的频率选择表面已经成为科研技术人员研究设计频率选择表面的重要方向。本文对分形结构理论在频率选择表面设计中的应用进行了研究,并以经典的“Y”型及十字形结构为例,分别仿真设计了其分形结构,通过对仿真结果的详细分析得出了分形结构在频率选择表面中应用的特性和规律,对分形理论在频率选择表面中的应用具有一定的指导意义。3、带通型频率选择表面应用于机载或舰载雷达天线罩上对飞机或者军舰有隐身的作用。如何在雷达天线罩结构中嵌入频率选择表面以获得实用效果良好的滤波特性是频率选择表面应用中的一个重要问题。本文通过详细研究分析常用雷达天线罩的A型夹层结构,在保持夹层结构机械特性不受影响的条件下,仿真设计了一种具有双频带通特性的优化型A型夹层频率选择表面雷达天线罩,仿真结果表明这种结构达到了实用所需机械及滤波特性。4、根据频率选择表面的电磁波透射特性,通过改进其结构形成高阻抗表面或慢波结构后可以将其应用于天线设计中。利用慢波结构改变电磁波的相速度可以降低天线的设计高度,提高其回波损耗,同时可以减小天线的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)。本文将改进型带通频率选择表面形成的慢波结构利用到PIFA微带贴片天线地平面设计中,并对其进行了仿真验证,分析发现,该改进型频率选择表面对设计天线结构,改善天线性能具有重要应用价值。