电磁超材料可以实现自然存在物质无法实现的电磁现象,其电磁调制机制主要源于其空间结构。相比于平面超材料,空间立体超材料可以充分利用三维自由度来研究模式耦合和杂化。在采用多个开口谐振环(SRRs)时,立体SRRs能比其平面结构实现更加不同寻常的共振和性质。本论文提出并且研究了一种基于SRR的超结构,它基于一种旋转对称方式相互连接,共用一个开口,这个类似盒子状的SRRs聚合体(C-SRR)立体超材料在通信和高频波段展示了三个典型共振模式,充分利用在普通物质中被忽略的磁环形共振。论文系统研究了C-SRR中的基模、高阶共振模式的杂化和磁环形偶极矩同其它多极矩的相互作用,阐明由此导致的电磁特性。论文基于有限元法,通过改变平面波入射方向和偏振方向,系统研究了对称和非对称SRR一阶、二阶共振特性。通过电偶极矩和磁偶极矩分量的辐射能大小来了解其电共振和磁共振特性,并根据共振时SRR表面电流分布讨论其多极子及电共振和磁共振形成机理,对后续利用SRR磁共振形成环形磁共振奠定基础。论文进一步研究了单个C-SRR在两种不同入射角时的共振激发特性。从其共振频谱上可以看出,在通讯和近红外波段出现了两个明显的共振峰,在更高频可见光波段处有一个不明显的峰。从辐射的能量可以证实这些模式分别归因于磁环形偶极子,磁偶极子,和电偶极子同磁环形偶极子共同作用。根据SRRs表面电流的分布,可确证后两个共振模式来源于相应单个SRR的二阶共振模式耦合杂化,而第一个共振模式由单个SRR的基模组成。对于C-SRR中的高能共振模式,由其于高阶特性和旋转对称性,相对较难激发。但是当采用合适的周期结构,在C-SRR二维周期阵列中很容易激发出来,可实现多带宽滤波功能。改变周期参数可以较大地改变第三个共振频率的位置。而改变开口的长度,不仅可以改变共振频率的位置,还可以改变透射率的大小,展示了一定的可调特性。最后论文给出了四种极端开口情况下的透射特性。本文结果对实现磁环形共振,了解环形共振和环形偶极子电磁特性提供了一定帮助,同时也为研究高阶磁共振和高阶共振模式之间的杂化提供了理论参考。此外,通过进一步优化本论文中的结构,可以用于实现电磁调制,滤波器和吸波等。