超材料是一种人工材料,相比天然材料,有着独特的物理特性。通过设计超材料的单元结构、改变超材料的尺寸或单元排列方式,可以灵活地操纵电磁波的幅度、相位、极化等。由于超材料能够控制或改变电磁波的极化方向,因而被广泛应用于极化转换器的研究中。传统的极化转换器在带宽、效率等性能方面存在不足,要获得较好的性能,往往结构设计比较复杂,成本高。因此,小型化、成本低的透射型极化器的实现引起了研究者的极大兴趣。频率选择表面具有良好的频率选择性和极化可旋性,利用频率选择表面制成的极化转换器广泛应用于卫星通信、准光学和射电天文学等领域。基片集成波导兼具微带线和矩形波导损耗低、品质因数高、功率高等优点,结合频率选择表面与基片集成波导设计极化调控器件,提高了器件的性能,降低了器件的尺寸和制造成本。另外,旋转器件的单元结构,调整透射相位,使单元之间产生稳定的相位差,并对不同相位单元进行编码,设计不同的阵列组合,实现波束调控。因此,研究基于基片集成波导技术的超材料极化调控器件具有广阔的应用前景。（1）提出了一种基于基片集成波导技术的三频带超材料极化转换器。将透射型频率选择表面与基片集成波导谐振腔相结合,利用基片集成波导低损耗、高品质因数、高功率等优点,设计了一种透射型线极化转换器。在7.99GHz-8.16GHz、13.09GHz-13.89GHz和16.42GHz-17.04GHz三频带内可以实现正交线极化转换,极化转换率达到95%以上。根据极化转换器在谐振频率下的电场分布及等效电路模型,分析了器件的极化转换机理,讨论了不同结构参数对其谐振特性的影响。对提出的极化转换器进行实验测试,观察极化转换透射系数,并与仿真结果进行对比,实际测量的结果与仿真结果吻合较好。（2）提出了一种基于基片集成波导技术的编码超材料。提出一种宽带透射型线极化转换器,由三层蚀刻Z形缝隙的覆铜板组成,每层沿z轴方向旋转45°,被基片集成波导腔体包围。在7.59GHz-9.56GHz频带范围内实现正交线极化转换,极化转换率超过90%,基片集成波导谐振腔使得极化转换器的透射带宽增加。然后,在上述结构的基础上提出一种编码超材料,透射波束分别朝+30°和-30°方向传播。