左手材料以其独特的性能成为近年来国内外相关院校和部门的研究热点之一。左手材料天线成为其预期应用中最有潜力的应用领域,并且已经取得了一些研究成果。相控阵天线由于波束及方向控制灵活,可以实现空间较大范围内的连续扫描,在雷达技术中已得到广泛应用。将左手材料的反常规特性用于相控阵天线,有望改变相控阵天线的控制方式,使相控阵天线用于通信网络快速重构,在空分多址通信系统中更好地发挥作用。论文主要研究一种相控扫描天线中基于左手材料的相位控制方法,可以实现对天线辐射波束的汇聚以及方向的定点控制,有效减小天线的波瓣宽度,提高天线的方向性,并且有利于天线共面、集成一体化,且较传统相控阵天线体积缩小,成本节约,控制方便。首先改进时域有限差分法,在此基础上完成对电磁波在二维左手材料以及左右手混合材料中的传播过程的仿真；全面研究左手材料的相位超前特性,利用此特性完成相位补偿器选择所需相位方法的理论分析；将左手材料相位控制器结构与相控阵天线振子结构相结合,理论分析和仿真不同组合形式下左手材料相控阵天线的方向性、增益以及带宽等特性,研究此类天线的设计综合方法。论文主要工作结果及结论：(1)推导出适合于左手材料特性计算的时域有限差分方法,对左手材料相位补偿特性进行的仿真计算表明此方法有效。(2)基于传输线理论建立了相控扫描天线模型,完成了对均匀直线相控阵扫描天线和非均匀直线相控阵扫描天线性能的分析与仿真,验证了左手材料在相控阵扫描天线应用中的可能性和优点。(3)分析与综合方法：给出设计要求,用专业软件HFSS进行全面设计与仿真,仿真结果表明所设计的天线可达到较好增益和方向性。(4)根据天线性能选择的馈电方式可用左手材料进行相位控制,以达到馈电要求。研究了零陷波束赋型方法,对线性约束最小方差法作了仿真分析,结果表明方向图可在干扰方向形成较深的零陷,利用左手材料控制幅相可减少数字信号处理量。论文将左手材料应用于相控阵扫描天线,创新点在于利用左手材料的相位超前特性实现相位补偿器,代替传统相控阵天线中的移相器,与传统的电磁波传播相位滞后效应相结合,以满足天线性能要求,对左手材料天线的理论研究以及应用将起到积极的推动作用。