期刊观察--超表面的表征方法
当由时变电流或电荷分布产生的电磁波在传播介质中遇到电磁不连续性时，它们会表现出复杂的行为。理解和分析这些效应对于理解电磁波的行为至关重要。
在宏观域中，麦克斯韦方程可以确定波动响应。为了求解麦克斯韦方程组，磁导率 （μ ）、介电常数 （ε ） 和电导率 （σ ）是描述宏观场量之间关系所需的材料介质的三个宏观本构参数。对于普通介质，这些参数只是标量值，这意味着它们是各向同性的、时间不变的、线性的和均匀的。
然而，复杂介质（即各向异性、时变、非线性或不均匀介质）的这些参数可能取决于磁场和电场的方向（各向异性）、时间（时变）、磁场和电场的大小（非线性）或位置（不均匀）。
为了控制电磁波的相位、振幅和极化，通常采用特定的材料。普通材料的限制导致了波与物质相互作用的限制。为了克服这种物理限制，人工设计了三维（3D）的超材料，为物理学和工程学界的研究人员提供了扩大有效范围的机会。
由于3d超材料的损耗大、轮廓尺寸大且在制造方面存在一些挑战，因此通常用具有亚波长厚度的2d对应物或超材料的平面版本，称为超表面。超表面是人工电磁表面，其厚度与工作波长相比是无限小的。
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超表面与超材料的问题
偶极近似是用于分析和合成超曲面的大多数建模和设计技术的基础。这是由于组成超表面的可极化散射粒子与工作波长相比足够小。
在这种情况下，当表面受到电磁波阵面冲击时，会产生偶极矩响应。因此，元原子可以被视为通过极化率（或磁化率）张量依赖于局部电场和磁场的感应电和/或磁偶极矩。
事实上，超曲面因其强大的合成技术而被广泛使用，为操纵电磁波的基本特性提供了前所未有的机会，包括相位、振幅和极化。
近年来，这些能力导致了无数电磁应用，这些应用已被证明具有各种功能，例如，超表面无磁镜面隔离器、柔性超表面能量采集器、超表面天线和全息超表面等。
超表面合成问题
研究人员正试图使用GSTC来表征超表面。然而，中给出了一些例子，表明仅使用GSTCs方程无法直接计算未知的敏感性，而这些敏感性被严重低估了。由于在超表面边界处很难找到确切的场量，因此需要进行一些简化或近似。介绍了实现这些简化和张量计算的一些方法。尽管，市场上没有使用GSTCs的商业电磁软件，但不同的数值方法已采用GSTCs进行超表面的电磁仿真，例如不连续Galerkin时域（DGTD），有限差分时域（FDTD），有限元方法（FEM）有限差分频域（FDFD），谱域积分方程（SD-IEs），多丝电流（MFC），基于IE的矩量法（IE-MoM）。受GSTC的启发，在原文（详情可以点击原文链接）中，我们使用研究过的基本麦克斯韦方程详细阐述了GSTC的物理合理性。
