电磁超材料是通过在传统的媒质材料中嵌入某种几何结构单元,构造出自然界媒质不存在的新型电磁特性的人工材料,是具有特殊性能的人工结构材料,其磁导率或介电常数在一定的频率段会呈现出负值。这种非自然的电磁特性会产生许多奇特现象,国内外众多的研究小组开展了大量的研究工作,并取得了丰硕的研究成果。电磁超材料的应用前景十分广阔,将对未来产生深远的影响。单负(仅介电常数或仅磁导率小于零)超材料以及由导线-开口谐振环组成的双负超材料本构参数的提取通常采用传统的S参数方法。由于电磁耦合超材料存在交叉极化现象,仅用介电常数和磁导率两个本构参数无法准确描述其电磁特性。传统的S参数提取方法一开始就假定超材料仅具有介电常数和磁导率两个本构参数,所以采用该方法提取电磁耦合超材料本构参数存在明显局限性。本文将电磁耦合超材料中的电元件和磁元件分别等效为面电流和面磁流,通过推导平均电通密度和磁通密度与外加电磁场的相互关系,从理论上获取了磁电耦合超材料2×2的本构参数矩阵,确定了磁电耦合超材料这四个本构参数与磁元件的磁导率、电元件的介电常数、空间色散项和耦合系数之间的关系解析公式,进而获得了折射率理论计算公式。利用该折射率公式对折射率提取值进行了非线性拟合,发现提取值和理论值之间的误差很小,这个结果很好地验证了论文给出的本构矩阵解析式和折射率公式的正确性。根据拟合结果,获得了电磁耦合超材料本构矩阵中四个电磁参数的频率响应曲线。通过两个不同空间结构的实例仿真数据结果验证了文中的提取算法的正确性和普适性。本文提出的电磁耦合超材料本构矩阵参数获取方法将为相关研究人员分析和研究电磁超材料中电元件和磁元件的耦合现象提供重要的理论参考。