左手材料是一个新兴的科研领域,近年来,各国科研工作者已在左手材料的技术应用方面取得巨大进展,其奇特的电磁特性可用于耦合器、延迟线、固态天线、平板聚焦透镜、微型反向天线、滤波器、光导航等。在天线应用中,利用左手材料的负折射特性和平板透镜聚焦特性,能够增强天线的灵敏度,改善天线的性能,改善天线的方向性,提高辐射增益。本文介绍了左手材料的概念和其独特的电磁特性,如负折射及逆多普勒效应等；推导了负介电常数和负磁导率的实现机理,并通过数值仿真验证了左手材料的双负特性；研究了“巨”型左手材料单元随其主要结构参数变化时的空间电磁响应行为规律,为优化左手材料提供了理论依据。本文针对“巨”型负磁导率材料基本结构,采用神经网络和遗传算法结合的优化技术手段进行结构设计,仿真结果证明,源于神经网络所具有的以任意精度逼近任意非线性函数的特点,遗传算法较好的区域搜索和空间扩展平衡的特点,可以较准确的预测其电磁特性,缩短左手材料结构的开发周期；最后将负磁导率材料和左手材料应用到矩形贴片微带天线设计中,检测其对于微带天线辐射性能的影响,分别使天线的辐射增益提高了0.9dB和3.7dB。