随着现代电子信息技术的高速发展,各种军用武器装备隐身性能提升迫在眉睫。雷达散射截面（Radar Cross Section,RCS）作为衡量隐身性能的物理量,表征着敌方雷达对己方目标的探测能力。实现RCS减缩的方法主要有改变目标外形、加载吸波材料和加载无源或有源阻抗等,其中普遍使用了超材料,由于其特有的电磁调控特性被广泛应用在多种领域。极化转换超表面作为能够调控电磁波极化方式的超材料,具有轻薄、剖面低等优点,有很高的应用价值。目前,基于极化转换的RCS减缩主要集中在电磁波垂直入射的情况下,对于大角度斜入射条件下的研究较少,且效果不明显。在实际情况中,电磁波斜入射的情况是普遍存在的,因此对于宽带、宽角RCS减缩的极化转换超表面是值得深入研究的。本论文以基于极化转换人工表面为研究目标,开展了微波频段反射型极化转换人工结构的设计,进行了优化设计以及实验验证等一系列工作,实现了宽带、宽角、高效的极化转换结构,将所设计的极化转换结构作为RCS减缩结构基本单元,开展RCS减缩结构设计,分析其RCS减缩物理机制并开展相应实验验证工作。本文的主要研究内容如下:（1）提出基于阶梯型极化转换单元结构的RCS减缩超表面。该单元结构在60°斜入射下,交叉极化反射系数>0.75的带宽可保持6.68 GHz。由其组成的棋盘格超表面在电磁波垂直入射时,10 dB以上RCS减缩带宽在6.9-16.5 GHz。在工作频点8.094 GHz和14.208 GHz处,其单站RCS分别在±60°和±28°的范围内都有较好的减缩效果。极化转换与相位梯度结合的复合型超表面是通过扫描单元结构中图形层的尺寸参数,得到反射相位差为60°,覆盖范围为360°的6个单元结构。将这6个单元结构周期对称排列为复合型超表面,其在x和y两种极化波垂直入射及斜入射条件下均有较好的RCS减缩效果,在11.69 GHz处,y极化波斜入射时在75°的角度范围内有良好RCS减缩效果。（2）提出一种基于六边形开口环极化转换单元结构的棋盘格超表面。基础六边形开口环结构的交叉极化反射系数>0.8的带宽范围为6.5 GHz-15.4 GHz,由其组成的超表面5 dB以上的减缩带宽范围为11.6 GHz,最大减缩峰值在10.5 GHz处,减缩量达25.1 dB。通过变形得到一种双带的极化转换结构,由其组成的超表面5 dB以上的减缩带宽范围为10.8 GHz,最大减缩峰值在16 GHz处,减缩量达29.8 dB。（3）提出一种基于双层矩形环极化转换单元结构的棋盘格超表面。这种单元结构是一个双带的极化转换单元,其交叉极化反射系数>0.9的带宽范围达8.1GHz。分析上下层厚度变化对单元结构极化转换的影响,当下层厚度不变时,随着上层厚度增加,其工作频点和双带分界点均向低频移动,带宽减小;当上层厚度不变时,随着下层厚度的增加,极化转换效率及带宽均变低,但双带分界点不变。由基础单元结构组成的超表面的RCS减缩5 dB以上的带宽达10.5 GHz,减缩峰值在9.5 GHz处,减缩量达32.5 dB。