前苏联科学家Veselago在1968年从理论上提出：电磁波有可能在介电常数与磁导率均为负值的介质中传输，电场矢量、磁场矢量以及波矢量等满足左手螺旋定则，于是，人们将具有该特性的介质命名为左手介质。这种介质具有一些超常的特性，如反向传播现象、负折射现象、反多普勒现象、反古斯-汉森位移现象、零反射现象以及著名的超级透镜特性等。由于自然界中尚未发现这样的物质，有关研究工作长期没有进展；直到20世纪90年代末期，英国科学家Pendry等人提出利用人工周期性结构实现负介电常数与磁导率的理念，2000年美国D.R.Smith的研究小组首先运用Pendry的建议实现了介电常数和磁导率同时为负的介质，并于2001年通过实验对左手特性的存在予以证实，从而掀起了该领域研究的热潮。鉴于这些超常特性在微波波段的滤波器、功分器、天线以及“隐身材料”等领域具有巨大的应用潜力，尤其在通信领域实现设备小型化、改善器件性能、扩展频带等方面的作用令人振奋，所以本文对左手介质的构造及传播特性进行研究。论文介绍了左手介质理论基础，重点分析微波在左手介质中的传播特性，概述了左手介质研究领域的发展情况；随后针对基于左手材料的多种微波器件和单元电路进行了建模、设计、仿真分析与实际电路测试验证等一系列的研究，包括：(1)1GHz半波长终端开路微带线谐振器；(2)1GHz终端开路复合左右手传输线0阶谐振器；(3)1GHz复合左右手耦合传输线谐振器；(4)超宽带滤波器和双通道带阻滤波器；(5)有缺口环形结构和有互补缺口环形结构带阻滤波器。通过以上的研究，验证了周期性结构对实现左手介质理论应用的可行性，同时为研制基于左手介质的微波器件和单元电路的进一步工程化实现奠定了基础。