近年来,异向介质(Metamaterials)由于其奇异特性在应用电磁学、固体物理学、材料科学等领域获得了越来越广泛的青睐,是当前国际电磁学研究的前沿课题之一。与普通介质相比,异向介质具有一系列完全相反的电磁特性,如双负特性、左手特性、后向波特性,负折射特性等,异向介质的出现为电磁理论研究开辟了崭新的发展方向。波导作为微波系统中使用最广泛的传输系统,在军事、民用等大功率情况下占有举足轻重的地位。但其研究也面临着种种困难,比如在微波的低频段,波导导体损耗小,结构简单,易于制作却不实用;而在高频段,波导功率容量大,但尺寸太小,加工又很困难。异向介质加载波导,将有助于改善现有波导所面临的这些困难。鉴于此,本文对异向介质加载波导后的传输特性进行了深入研究。首先,本文主要简述了异向介质的研究背景以及意义。其次,从异向介质的基本概念出发,研究了异向介质的奇异电磁特性。并对异向介质的两种构造方法进行了分析,即谐振型结构以及复合左右手传输线(CRLH-TLs)结构的异向介质。然后,从Maxwell方程组出发建立并求解了异向介质矩形波导的波动方程以及场方程,对电磁波在其中的传输特性进行了深入的讨论。接着,设计了一种开口谐振环(SRRs)阵列周期异向介质,加载于波导中,利用等效磁导率模型-Drude模型,结合波动方程,运用Matlab编程,得到电磁波在异向介质波导中传播时的不同传输特性。随后,分别设计了S波段以及W波段的异向介质结构,加载于波导中,并通过HFSS进行仿真分析,得到了预期的结果,验证了理论计算结果的正确性。最后,设计了S波段异向介质加载波导的传输特性实验。将异向介质加载于波导传输线中,可以改变波导的传输特性。通过加载异向介质,一方面,降低了波导的截止频率,在截止频率下出现了左手通带,另一方面,在波导导波模式下出现了阻带,测试与仿真基本吻合。