随着军用雷达探测技术的发展,雷达散射截面（Radar Cross Section,RCS）缩减能力的强弱决定了卫星、战斗机以及导弹等军事装备的实战性能,窄带RCS缩减无法应对瞬息万变的战场侦查手段,超宽带RCS缩减超表面的设计对未来战争具有重大意义。本文基于超表面对于电磁波的不同RCS缩减手段设计了多款超宽带RCS缩减超表面,主要研究成果与内容如下:首先,本文从加载电阻的单环频率选择表面出发,验证了等效电路分析方法的可行性。利用增加金属环个数来引入新的谐振点,实现了更宽的倍频程。通过将结构由单环到多环、由单层到多层逐步叠加,最终设计出一款电路模拟超表面结构,实现了6个倍频的超宽带RCS缩减,进行实物加工测试,测试结果表明,在θ=5°、θ=8°、θ=10°三种不同角度电磁波斜入射下测试结果与仿真结果吻合较好,在测试角度内全频段RCS缩减值均大于10d B。同时仿真结果表明超表面阵列也具有极化不敏感的特性。然后,本文将传统的天线阵列理论拓展到RCS缩减超表面上,利用基于阵因子公式的遗传算法来优化超表面阵列,实现了6个倍频的RCS缩减,并进行实物加工测试,在θ=5°、θ=8°、θ=10°三种不同角度下RCS缩减值均大于10d B。由于遗传算法没有考虑子阵之间的互耦,在细模型验证时有一定误差,引入空间映射算法对参数进行进一步的优化,通过构建粗模型与细模型之间的映射关系,将耗时的细模型优化转变为快速的粗模型优化,最终设计出一款7.8个倍频内RCS缩减达10d B的超表面阵列,仿真结果显示在30°以内斜入射电磁波照射下均有10d B的RCS缩减性能。最后,本文结合三四章原理,设计了一款基于阻性吸波与相位调控相结合的超表面,在方环型单元上引入电阻,形成阻性加载的AMC单元,通过改变超表面单元结构参数来调控电磁波反射相位的同时,可以利用电阻对入射电磁波进行吸收,形成高度、边长、阻值三维参数的组合优化,进一步提高了算法优化的自由度。最终设计出一款10个倍频内RCS缩减达10d B的超表面阵列,同样仿真结果显示在30°以内斜入射电磁波照射下均有10d B的RCS缩减性能。本文设计的电路模拟吸波结构与人工磁导体超表面阵列均具有一定的理论和实践价值,前者仿真实现简单、轻盈且便于加工,对于机载、星载等对重量尺寸有严格要求的应用环境有重要的战略价值。后者提出了一种高效的超表面优化方法,最终设计出具有10个倍频的RCS缩减超表面,为后续宽带超表面阵列的仿真优化提供了新的思路。