随着无线通信技术的飞速发展，合理分配和利用有限的频谱资源愈显重要。微波滤波器作为分离和组合各种不同频率信号的器件，在无线通信系统中起着非常重要的作用。研制小型化、低成本、低功耗的微波电路已成为一项迫切的任务。而在微带线中引入左手特性及容性负载结构，作为达到小型化，高选择性以及抑制高次谐波等优点的行之有效的方法，正逐渐的发展起来。 本论文主要研究了左手特性结构和容性负载结构在微波滤波器中的应用。首次提出了一种新型的互补谐振器—互补方形开环谐振器(COLR)，并用于设计一个具有良好性能的低通滤波器。然后研究了一组新型的基于容性负载结构的方形开环谐振器，并使用其中的一种结构设计了一个小尺寸高选择性的带通滤波器。测试结果和理论仿真结果吻合得很好。本论文的主要内容包括： 第一章和第二章，主要介绍了左手特性结构及容性负载结构在国内外的研究现状，以及滤波器设计的基本原理。 第三章，介绍了左手特性在微带线中的两种实现方式，及其在微带微波滤波器中的运用。 第四章，研究了一种新的设计小型化低通滤波器的方法：通过互补方形开环谐振器(COLR)和开路短截线组合级联的方式，设计低通滤波器，从而得到了很好的陡峭性和很低的带内插损，并减小了尺寸。最后进行了实物加工和测量。实验结果和电磁仿真结果吻合得很好。 第五章，对几个新型的基于容性负载结构的方形开环谐振器进行分析，利用其中一种新型的谐振器，设计加工了一个小型化带通滤波器。仿真与测试结果显示，该滤波器有很好的频率选择性、阻带特性。与传统的开环谐振滤波器比较，尺寸减小了30％。