为实现在中、远红外两个大气窗口的低透过率, 设计了一种基于六边形环状结构的双屏红外频率选择表面(FSS), 利用CST电磁软件进行仿真分析, 发现该FSS在3~5 μm和8~14 μm两个波段内的平均透过率低于2.5%, 实现了红外波段的双阻带; 采用表面电流模式分析法和有效介质理论分析了该FSS的滤波机理, 发现不同谐振点处由于屏间耦合或屏内单元间的耦合在谐振单元表面感应出对称分布的电流从而使散射总场增强, 形成增强型反射, 即比较理想的红外光阻带; 最后研究了电磁波的极化方式、入射角度、介质属性以及结构参数对FSS传输特性的影响。结果表明该FSS具有良好的偏振稳定性和角度稳定性, 介质属性和结构参数对其传输特性有较大影响。

为实现远红外大气窗口（8～14 μm）的低红外透过率，基于六边形环状结构设计了双屏远红外频率选择表面（FSS）。仿真结果表明，该结构在8～14 μm 波段的平均透过率低于5%。对该结构的表面电流分析说明，谐振单元表面感应出的对称分布电流以及双屏结构之间的耦合效应使得散射场增强，透过率降低。研究了该结构在不同入射角和不同极化条件下的传输特性，结果表明该结构在8～14 μm 具有良好的角度稳定性和极化稳定性。分析了介质层介电常数、厚度以及损耗角正切对该FSS 传输特性的影响，结果表明介质层介电常数对FSS 的谐振频率和带宽有较大影响。

为设计红外周期性吸波结构，本文分析了周期性吸波结构的谐振单元尺寸、介质层厚度和介电常数对吸波效果的影响，研究周期性吸波结构的吸收规律，设计了一种由两种不同尺寸圆形贴片构成的周期性结构，仿真结果表明该结构在SO₂ 气体探测器的两个特征吸收波长4.0 μm 和7.35 μm 处吸收率分别达到99.67%和99.97%，并且该结构对极化方向不敏感，吸波效果良好。

本文设计了工作在第二个大气窗口(3 μm~5 μm)和第三个大气窗口(8 μm~14 μm)的双频段FSS。该FSS为双屏结构，由六边形金属网格和六边形谐振环阵列组合而成。仿真结果表明，该FSS在两个大气窗口的平均透过率低于5%，且对不同角度入射的电磁波具有良好的角度稳定性。分析了结构主要尺寸参数对传输特性的影响，结果表明，调整六边形谐振环的单元尺寸能够有效调节3 μm~5 μm波段范围内-10 dB阻带的带宽，增大金属网格的单元尺寸会使得8 μm~14 μm波段范围内的阻带向长波方向移动。

为实现中、远红外大气窗口的双波段低红外透过率, 设计了由 2层不同尺寸圆环单元构成的双屏红外频率选择表面(FSS), 仿真结果表明该 FSS在 3～5 μm和 8～12 μm波段形成两个平均透过率低于 5%的阻带。对 FSS表面电流分析的结果说明, 谐振单元表面感应出的对称分布电流使散射总场增强, 形成增强型反射, 而不同尺寸的谐振单元具有不同的谐振波长, 两层谐振单元共同作用形成了两个阻带。研究了入射角以及介质层属性(厚度、介电常数和损耗角正切)对 FSS传输特性的影响, 结果表明 FSS在两个大气窗口内具有良好的角度稳定性, 介质层介电常数对 FSS的传输特性有较大影响。