随着材料研究和制造技术的发展,三维复合材料在电磁领域得到了越来越广泛的应用。虽然复合材料具有许多优越特性,但由于内部结构精细,在实际工程应用中常常会引起多尺度和计算资源消耗巨大等电磁建模问题。所以,如何高效准确的对复合材料相关电磁问题进行建模求解是当代学者十分关心的问题。本学位论文研究的等效媒质理论即是解决复合材料电磁建模问题的途径之一,其根本思路是用简单的均匀介质等效替代内部结构复杂的复合材料,在保证材料外部散射特性不变的情况下简化复合材料的电磁建模。等效媒质理论研究的核心是等效参数的提取问题。为了获得准确的等效参数,本文首先回顾了根据材料组成成分进行等效参数计算的混合公式等效法和基于强扰动理论的等效方法,这些方法主要应用于波长远大于材料内部不均匀度的准静态情况下。接下来,对于有色散特性的复合材料,本文介绍了三种通过无限大复合材料的S参数反演得到等效电磁参数的方法(S参数反演法),分别是自由空间法、4×4矩阵法以及多角度S参数反演法,分析方法的优缺点并对其进行优化改进后得到了斜入射S参数反演法和改进的4×4矩阵法,并使用上述方法对无限大周期结构蜂窝材料以及频率选择表面进行了等效参数提取。同时,采用相位补偿法解决斜入射S参数反演法提取等效参数过程中可能遇到的多值问题。为了验证方法的有效和正确性,本文对等效前后模型的S参数进行对比,结果非常吻合。最后为了验证等效媒质理论在实际工程应用中的可行性和适用性,采用前文提取得到的等效参数对有限大尺寸的复合材料平板进行等效替换,并对等效前后材料的双站RCS值进行对比,对比结果说明在实际工程应用中,基于S参数反演法的等效媒质理论适用于蜂窝结构复合材料的等效替换,但不完全适用于频率选择表面的等效替换。