左手材料是一种介电常数与磁导率同时为负的人工合成材料。自2000年被成功制造后,左手材料迅速成为物理学与电磁学领域的研究前沿与热点。其中开环谐振器(SRR)以及互补开环谐振器(CSRR)是平面结构,易于利用现有微带技术实现,且具有单元电尺寸小的优点,近年来被广泛应用于天线以及微波器件的设计中。随着无线通信的发展,小型化,宽带性,多频性成为现代微波电路及天线发展的必然趋势。该论文主要研究SRR和CSRR的电磁特性及其在微带天线和微波器件中的应用。该论文主要研究工作包括三个方面:第一,基于SRR的超宽带天线设计。提出了一种共面波导馈电的小型化平面超宽带天线。采用开环谐振器的变形结构,以三对开环谐振器作为天线基本辐射面,可以有效实现将多个谐振频率重新组合构成超宽带。仿真和测试结果表明天线覆盖了1.1~22GHz的频率范围。在一定的频带内天线具有近似全向的辐射特性。第二,基于SRR的双频及多频天线设计。印刷偶极子被作为很多手持设备的辐射单元。我们把偶极子天线印刷在介质板的两面,并分别加载SRR,通过改变SRR的单元数和尺寸可以设计出不同频率的多频天线。第三,基于SRR、CSRR以及DS-CSRR(双开口-互补开环谐振器)的多款滤波器设计。基于DS-CSRR的双频滤波器应用DS-CSRR和SRR的谐振特性,把DS-SRR(双开口-开环谐振器)蚀刻在介质板的底面,SRR印刷在介质板的正面,得到两个互不干涉的通带。滤波器的结构更加紧凑,尺寸进一步缩小。此外还可以分别调节上下通带频率,得到实际需要的双通带。