2  隐身斗篷的结构单元设计

2。1  从超媒质材料的反射和透射系数测定有效介电常数和磁导率

    通过在有限长度的电磁超媒质材料上的转移矩阵仿真计算出反射和透射系数，以此确定有效介电常数（ ）和磁导率（ ）。在由周期排列的细导线结构，周期放置的开口谐振环（SRR）结构，和由细细导线与SRR阵列合理搭建组成的结构，这三种情况下进行探究。我们发现仿真实验得到的频响 与 和通过有效介质参数计算的解析表达式完全一致。其中，细导线介质在频率域中 的实部是负的，且SRRs在频率域中 的实部也是负的。两者的组合结构在频率域中 ， 的实部同时为负时，折射率的实数部分也是负的。

我们已经了解到，在长波长极限以下，电磁超媒质材料——由散射单元的周期性或随机排列形成的复合结构材料，在电磁辐射下的响应表现为连续材料[13,16]。近来在实验和仿真中已经证明[17,18]，特定的超媒质材料结构所表现出的散射特性与对 和 作出的近似频率响应形式是一致的。然而，该技术使用了间接探测材料的研究方式，并没有给出能够得到 和 准确值的测量方法。在此我们意在表明先前的猜想确实有效：即 和 可以应用到电磁超媒质材料方面。我们利用透射系数和反射系数计算出波垂直入射到超媒质材料有限长平板的相关参数。通过逆推散射数据来确定折射率 和阻抗 ，而对于加厚几倍的系统，可以直接从中获得 和 的本构值。当散射参数已知时，我们在这项研究中使用的仿真数据技术将适用于超媒质材料样品的特性研究。

目前，表现均质材料电磁散射特性的常用方法是找出它的阻抗 和折射率 [19,20]。虽然有可能通过 和 完全确定其散射，但选择一组变量进行直接的材料分析会更方便些。这些变量即为介电常数 和磁导率 。满足一定基于特定因果关系的要求时， 与 ， 与 是频率相关复函数。对于无源材料， 和 必须大于零。来-自+优^尔*论L文W网www.youerw.com 加QQ75201.8766

给定一个频率情况下，无论是连续还是不连续的材料，仅支持一个传播模式时通常会表现出某种特定折射率。例如，光子带隙材料，无论在第一带隙或明确的折射现象下都可以表征出可提取有效指数的色散曲线[21-23]。然而，除非材料中的波长远大于构成该介质散射元件的尺寸和间距，不然不连续的材料通常不可能有明确的阻抗z。

如果z较大程度上取决于表面积，或者取决于样品的整体尺寸，那么此时z并不明确，它和ε和µ之间的关系也难以确定，不能由z确定ε和µ的本征值。

2。2  折射率与阻抗的数值计算

连续材料（真空中）构成的一维平板表面（1-D）入射波的透射系数，长度d与n,z关