人工材料是一种具有特殊电磁特性的人工周期结构,在2003年中,左手材料就被评为《Science》杂志中的科学十大发现之一。近年来,由于其具有的独特性能,使人工材料在学术和应用研究领域都越来越热,其独特的性质也促进了新的应用、新的概念及新器件的发展。而天线作为现代无线通信中的重要组成部分之一,其设计的难度随着无线通信要求的提高而增加,目前的技术也越来越难满足天线设计的需求,因此将人工材料独特的性质应用于天线之中,以提高天线的性能成为现在越来越重要的一个研究方向。本文中主要研究了人工材料中的两种材料:电磁带隙结构和左手材料。首先介绍了人工材料的相关理论及工作原理,随后在传统蘑菇型电磁带隙结构的基础上提出了一种分段接地结构,通过增加电感实现电磁带隙结构的小型化;提出一种新型的开口谐振环结构,这种结构调试简单制作容易,相对于传统开口谐振环结构,降低了纵向尺寸,并成功应用于波导及喇叭天线之中;分析设计了复合左右手传输线结构,设计制作了基于简化复合左右手传输线的滤波器、双频四分之一波长短路线;对零阶谐振天线进行了研究,将分段接地结构引用到零阶谐振天线之中,降低了蘑菇型零阶谐振天线的谐振频率,在微带馈电型零阶谐振天线的基础上提出一种可重构的零阶谐振天线,使天线在开关闭合和断开情况下可以以两个模式两种方向图辐射。