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金属线阵列媒质（wire medium）作为一种基本而又重要的人工电磁材料（metamaterial），在新型天线设计、亚波长成像等方面有着非常广泛的应用。准确有效的、适用范围广的均匀化等效模型一直是人工电磁材料研究中所追求的目标，它有助于人们更深地理解人工电磁材料的物理现象并且对实际应用有直接的指导意义。本文使用时域有限差分方法（FDTD）研究了一种标准拓扑结构金属线阵列媒质及其均匀化等效模型，其中主要工作和成果如下：1.针对金属线阵列媒质，利用亚元胞技术，开发了能高效计算金属线阵列媒质的FDTD程序，并高效精确地仿真了半波长标准线媒质。利用程序，从透射系数的角度，量化研究了二阶空间色散等效模型的等效能力，讨论了模型失效的原因。2.在均匀单轴各向异性媒质的框架下，基于标准线媒质闭合形式的色散方程，利用透射系数的仿真数据进行反演，提出了一种关于标准线媒质的四阶空间色散等效模型，该等效模型相比原来的二阶空间色散等效模型能在更宽的空间谐波范围内精准地描述半波长标准线媒质物理结构的电磁特性，并用全波数值算法验证了新等效模型的通用性。3.提出了一种精度可控的能够直接截断标准线媒质的谐振完全匹配层（RPML）。通过建立与内部周期结构区域相似的谐振状态，这种RPML有效地减少了FDTD结果收敛所需的时间和计算区域。文中还讨论了如何优化RPML，并通过FDTD二维成像仿真算例，验证了RPML的性能。此外本文还讨论了FDTD仿真标准线媒质时需要注意的重要细节，如，讨论了空间步长对仿真带有空间色散效应的标准线媒质的影响，分析了周期边界条件和PML同时使用时的数值稳定性问题并提出了抑制发散的手段。