近年来,电磁超材料由于其具有新颖的电磁特性引起了学术界和工业界的广泛兴趣和研究。与传统的电磁材料相比,研究最广泛的左手材料具有负介电常数和负磁导率的双负特性,从而构造出一系列具有奇异特性的电磁波器件。单负超材料作为一种简化的电磁超材料结构,具有负介电常数或者负磁导率的单负特性,在设计微波电路时可以有效改善电路性能。本文基于多种单负结构进行了分析研究,主要工作如下:（1）基于局部基片集成人工介质（L-SIAD）单负结构的超宽带带通滤波器。利用L-SIAD结构实现具有低通单负特性的超材料,构造出具有带外零点的小型化超宽带带通滤波器,通过等效电路研究其工作特性,同时加工并测试了一款超宽带带通滤波器,验证了L-SIAD单负结构在滤波器小型化中的应用。（2）基于平面螺旋电感单负结构的分支线耦合器。通过在微带线上加载平面螺旋电感传输线,构造具有非线性相移特性的单负结构,将其用于分支线耦合器的设计,仿真与测试结果表明,该分支线耦合器的电路尺寸得到有效减小,同时高次谐波被抑制,具有良好的电磁特性。（3）基于方波导单负结构的带通三维频率选择表面。在方波导壁上引入不同形式的槽结构,利用槽结构的谐振特性,在方波导截止频段实现了具有准椭圆特性的小型化带通三维频率选择表面,通过电场分析和等效电路模型,对其工作机理进行解释,并验证了三维打印技术在加工此类三维频率选择表面的可行性。