随着科技和军事的发展,隐身技术逐渐成为研究热点,频率选择表面(FSS)作为隐身结构的重要组成部分,自然也受到了工程和学术界的重视。FSS由二维周期性纯金属阵列或包含介质衬底的金属-介质混合结构组成,实质是一种空间滤波器,对不同频率的电磁波具有选择透过性,根据孔径和贴片形式的不同分别表现带通和带阻的特性。现阶段FSS的工程研究集中在有限大、曲面和共形等不规则结构,以适应越来越复杂的应用环境。但是复杂的FSS不仅几何建模难度很大,并且缺少合适的电磁分析方法,所以FSS的设计过程通常非常困难且耗时。为了能更加准确快速地指导频率选择结构的设计,本文提出了通用的FSS的拓扑和解析建模方法,同时从理论出发针对性地改进了积分方程数值仿真方法,解决了以往FSS求解精度不够和效率不高的问题。本文首先介绍了FSS的特殊分析方法和数值计算的常用算法,对比了不同方法的优劣势,最终确定本文将使用积分方程。之后详细阐述了三种积分方程和适用范围,介绍了积分方程矩量法的求解过程以及加速算法,包括RWG、SWG基函数、多层快速多极子算法(MLFMA)加速矩矢相乘等。然后为了全面认识FSS的电磁特性,本文详细分析了FSS影响因素,包括单元类型、排布方式、介质加载、入射角度等。分别研究了无限大周期FSS,有限大平面FSS,曲面共形FSS,提出了各种复杂形式FSS的建模方法,并通过仿真对比了不同种类FSS的传输反射特性差别。接着研究了积分方程求解精度的改进方法。介绍了VSIE计算FSS时频率响应曲线向高频偏的问题,通过理论推导证明了电位移矢量法向边界条件和电流连续性方程是隐含在积分方程矩量法求解之中的,频偏产生的根本原因是电场切向分量描述不准确,通过强加切向边界条件改善了求解精度。之后研究了四边形-六面体网格与准正交基函数,并详细推导了奇异性处理过程,发现不存在频偏且具有良好的收敛性,相比三角形-四面体更适合求解FSS结构。最后研究了积分方程区域分解算法(IE-DDM),把FSS分为不同区域进行多尺度剖分,每个区域单独计算并通过内罚项约束确保边界电流连续,该算法大大降低了内存开销,解决了电大尺寸FSS计算的难题。同时为了快速分析FSS的单站RCS,提出了多右端项的广义最小残差算法(GMRES)。为了提高稳定双共轭梯度算法(BICGSTAB)的迭代收敛性,研究了适用于MLFMA的双阈值不完全LU分解预条件(ILUT(p,?))。整个研究形成了几何建模、积分方程、边界条件、基函数与奇异性处理、区域分解和迭代算法的闭环,提出了完整的分析方法并编写了计算机程序。本文所阐述的方法大大地简化了FSS的研究难度,对复杂FSS的设计起指导作用,具有实际的工程意义。