周期性电抗加载介质结构具有较强的频率选择特性,可用来设计低通、高通、带通、带阻结构,从而被广泛应用于雷达罩设计中。周期性电抗加载介质结构的频率特性是单元形状、尺寸及阵列参数等的函数,同时介质结构对频率特性也有很大的影响,其计算方法研究和结构优化设计在实际工程中具有重要意义。本文分别采用数值方法和解析方法,分析周期性电抗加载多层介质结构的电磁散射特性。首先介绍了有限元法的基本理论,并将其应用于求解波导不连续性的散射问题,由此验证了有限元法的数学模型和核心计算程序。在此基础上,建立了有限元法与Floquet定理相结合的理论模型,编制了相应的计算软件,并应用于无限大周期结构散射问题的分析计算。为了提高周期性电抗加载结构设计的自由度,引入了单轴媒质层,对含单轴媒质和三层金属栅结构的多层介质平板进行分析,得到了斜入射情况下散射参数的频率响应曲线。由于有限元的离散网格能很好地匹配任意几何形状和介质结构的特性,这种算法对复杂周期结构和复杂介质均具有良好的适应性。为了满足快速工程计算的要求,在误差允许的范围内,半径足够细的间距足够密的金属丝采用等效特征阻抗表示,同时结合传输矩阵法求得电抗加载的半波壁雷达罩的等效介质平板的传输系数,并以此作为GA算法的适应度函数,对雷达罩壁的材料、厚度、金属丝的布置间距和半径等参数进行优化,得到了满足工程要求的雷达罩的结构参数。