新型人工电磁材料的出现为人类更好的调控电磁波提供了一个强有力的手段。人工电磁材料是由一系列周期结构单元组成的,当单元尺寸远小于空间波长时,根据等效媒质理论,可以被视为等效的媒质。本论文探讨了两种不同类型的单元结构的实现方式和应用,一种是周期谐振单元结构,一种是周期非谐振传输线型单元,本论文的主要研究内容如下：1)利用“I”字型周期谐振单元结构设计了改进型龙伯透镜,将位于透镜内部的二维点源激励产生的柱面波转化为平面波辐射出去,实验测试结果与仿真结果吻合较好。2)利用集总传输线型人工电磁材料实现等效各向异性媒质,实现了电磁波折射现象,并利用该单元结构实现各向异性零折射率人工电磁材料以达到能流控制、功率合成的效果,最后利用该单元设计光学变换器件以实现柱面波转为平面波的功能。仿真结果与COMSOL电磁仿真结果一致。3)介绍了分布传输线型人工电磁材料,利用场平均的方法提取单元结构的等效媒质参数,并利用已知的等效媒质参数来设计分布传输线单元。