近年来,超表面因其低损耗和低成本等特点逐渐取代超材料而成为人工媒质研究的一个研究热点。然而,由于超表面具有亚波长厚度,使用时域有限差分方法（FDTD）等时域方法对其进行建模仿真时需要精细网格,进而会消耗大量的计算机内存与仿真计算时间。因此亟需研究一种高效的时域电磁仿真方法来分析超表面结构。本文将超表面等效为阻抗表面,以表面阻抗边界条件代替超表面结构,进一步提出基于表面阻抗的FDTD算法来分析超表面结构。本文的主要工作如下:第二章介绍了FDTD算法的基本理论,包括电磁场分量的三维迭代公式及迭代中需满足的稳定性条件。同时,介绍了基于广义薄层跃迁条件（GSTC）的时域有限差分算法,并通过算例验证该方法的准确性。第三章介绍了将表面边界条件应用于石墨烯结构的FDTD方法,由于石墨烯的表面阻抗可以由其表面电导率的倒数表示,在处理色散问题时,只需要在表面阻抗边界条件中以Drude形式的表面电导率来表征石墨烯。接着应用上述方法分析了不同化学势和载流子弛豫时间对石墨烯电磁特性的调控作用。最后进一步设计了一种石墨烯宽带吸波器,吸收带宽能达到0.82THz,中心频率约为1.68THz。第四章详细介绍了基于表面阻抗边界条件（SIBC）的FDTD方法,首先结合等效传输线电路模型,将反射型超表面等效为阻抗表面,使用GSTC方法提取超表面的表面阻抗,并应用矢量拟合技术将其拟合成有理分式累加的形式。进一步分别提出了基于非穿透型和穿透型表面阻抗边界条件的FDTD方法,并通过一系列算例验证该方法的准确性。在FDTD迭代求解过程中以表面阻抗边界条件来代替超表面,大大缩减了横向与纵向的剖分网格,节省了计算机内存和仿真时间。最后通过反射阵列的仿真分析,讨论了不同耦合情况下SIBC-FDTD方法的仿真精度,仿真结果表明当单元间耦合较弱时,本文提出的方法具有较高的精度,当单元间耦合较强时,本文提出的方法仿真精度降低。