本文采用的实验系统如图 3 所示. 在一个内腔尺寸为 50 cm × 50 cm × 1. 5 cm 的铝盒内，将四个侧面用吸波材料贴上( 输入端口和接收端口除外)，形成一个准二维的腔体. 输入端口和接收端口分别通过一个波导同轴转换器连接到矢量网络分析仪上. 矢量网络分析仪输入一个电磁波信号，接收信号强度可以通过 S 参数的测量方便地得到. 然后通过移动接收端口( 将接收端口正对输入端口的位置定义为 x = 0)，可以测出不同位置的信号强度. 实验原理图如图 4 所示.
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利用上述的实验系统，对空盒、圆柱金属、圆柱金属外罩有隐形结构和仅有隐形结构四种状态在属造成的接收信号强度的变化，而 ΔS21ca 表征了罩有隐形结构后接收信号强度的变化. 理论上可以预期，在圆柱金属的正后方区域，ΔS21ba < 0，这可以看作是圆柱金属形成的阴影区域. 在两侧的其他位置会存在特定位置 ΔS21ba > 0，这可以看作是圆柱金属形成的散射加强区域. 而在圆柱金属外罩有隐形结构之后，理论上的最理想的情况是 ΔS21ca = 0. 当然实际总会和理想情况存在一定的偏差，但是罩有隐形结构后，会看到上述阴影效应和散射加强效应被削弱.
由于理论上的隐形结构只是工作在特定频率，所以不可能在整个测量频段出现上述理论预期效应. 通过在不同的位置上，在测量频段内找出最符合理论预期的效应的频率作为实际工作频率，本样品最后的实际工作频率取为 10. 14 GHz.
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在 10. 14 GHz 频率下，不同位置接收信号强度变化如图6 所示. 对于 b 状态，可以看出，在中心位置 ± 5 cm 的范围内，圆柱金属引起了接收信号的明
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图 6 接收信号强度变化 工作频率为10. 14 GHz
显减弱(5—7 dB)，这一区域范围可以看作是圆柱金属的阴影区域. 经过一段过渡区域，在中心位置 ± 7 cm 两侧以外，接收信号反而得到增强( 在局部区域甚至达到 2. 6 dB)，该两侧区域可以看作是圆柱金属的散射加强区域. 对于 c 状态，可以看出在圆柱金属的阴影区域，较之 b 状态信号强度更大( 在 ± 5 cm 的位置增强了 4.8 dB)，ΔS21 更接近于理想状态下的 0dB. 而在圆柱金属的散射加强区域内，c 状态下 ΔS21 基本与 b 状态下保持相反的符号，呈现关于 0 dB 基准线大致“对称”的趋势. 从这些特征可以看出，增加了隐形结构之后，圆柱金属的阴影效应和散射效应都被削弱，起到了预期的隐形效果. 另外，从两条曲线的整体特征上看，增加了隐形结构之后，曲线变得更加平稳，这反映出电磁场随空间位置的变化趋于平缓，圆柱金属对准二维自由空间电磁场的扰动也被隐形结构削弱，符合理论预期.
为了进一步验证隐形效果，将 c 状态和 d 状态的信号做一个比较:
Pc
ΔS21cd = S21c － S21d = 10lg . ( 7)
Pd
理想情况下，隐形结构将其内部的空间区域与外部完全屏蔽，圆柱金属的存在对接收信号强度没有影响. 如图 7 所示，在整个范围内两者差别都小于 6 dB. 在过渡区域附近( ± 3—9 cm)，两者差别小于 1 dB. 正中间的阴影区域两者相差相对较大. Pendry 等［3］指出电磁波传播轨迹中，隐形结构正中间( 通过圆心) 存在一个奇点. 奇点附近电磁波弯曲最厉害，电磁参数变化最剧烈. 所以这里出现的正后方不理想性与奇点的预言一致.
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至于和理想隐形情况的偏离，可能是由于以下综合因素造成的: 在样品参数设计过程中，对每一层超材料的参数选择都以 10 GHz 为目标频率进行优化，所以在 10. 14 GHz 的实际工作频率下，电磁参数偏离预期分布; 在样品加工过程中，受加工工艺限制，实际参数和设计参数存在一定偏离; 样品的每一层超材料和理想的圆柱面存在一定偏差; 样品实际高度和腔内高度不可能严格相等，故一部分电磁波会透过这个缝隙“绕”过圆柱金属和样品; 吸波材料的吸波能力有限，与理想的准二维自由空间存在偏差.