陈沛林，蔚保国，郑晓冬

(1.卫星导航系统与装备技术国家重点实验室，河北 石家庄050081；2.中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081)

0 引言

Metamaterials(MTMs)人工电磁材料，也称“超材料”，可宽泛定义为由人工实现的等效均匀的电磁结构，这种结构具有自然界不易实现的特殊属性。等效均匀结构是由很多单元(cell)组成的结构，如果单元满足了等效均匀化条件，那么单元组成的整体结构对于导波波长的电磁波来说可以看作一个“真实的”材料。该材料的电磁特性由其本构参数(等效介电参数和等效磁导率)来描述，已知结构的本构参数才能从结构尺寸上对其进行控制和优化。因此准确地获取Metamaterial的本构参数，具有重要意义。

S参数提取算法是提取材料本构参数的一种有效方法。该基本理论来源于Nicolson-Ross-Weir(NRW)方法[1-2]。Caloz等人对于CRLH TL的等效电路参数提取过程提出了一种方法[3]，这种方法把电容和电感分开求解，得到LC参数。该算法比较方便，但忽略了分布参数元件之间的耦合效应。X.D.Chen针对Metamaterial提出了具有鲁棒性的提取方法[4]。Smith等人提出了对于非均匀介质的参数提取方法[5]。S.G.Mao等人针对微带线实现方式的人工材料改进了NRW参数提取方法[6-7]，这种方法将CRLH TL作为一个整体来做参数提取和电路建模。

S参数提取法由于只关心端口特性，适用于介质厚度较小的情况。但是对于介质厚度与波长相比拟的情况，该算法存在多分支问题。S.G.Mao提出的等效电路是针对平衡情况下的参数提取，此情况下CRLH TL结构是被当做均匀互易的媒质的，而且在每个频点都用到了平衡状态下传输线的条件。……