近年来,左手材料与周期性电磁谐振材料逐渐成为射频微波的研究热点之一。国内外的科研工作者对它的重视程度越来越高。这些结构拥有一些特殊的电磁特性,利用这些特殊的结构特性,可以设计与优化很多射频微波器件。本文主要研究了以多开口方形谐振环构成的左手材料作为覆层的微带天线,以及利用共面紧凑型(UC-PBG)结构和交指结构共同构成的超宽带滤波器。本文首先介绍了左手材料中的特殊现象,负折射现象,逆多普勒效应,完美透镜效应,并且讲述了利用S参数提取等效介电常数和磁导率常数。利用设计好的新型多开口方形谐振环紧密排布在微带天线四周,提高天线的方向性与增益。与此同时,利用底面蚀刻圆孔结构抑制天线的表面波,进一步优化天线,提高天线的性能。利用电磁仿真软件比较新型微带天线和普通微带天线的性能,增益提高3.4d B,半功率张角减小了24 deg。加工实物进行实物测试,测试结果与仿真结果吻合得不错。周期性电磁谐振材料具有高频阻断特性,利用紧缩型(UC-PBG)结构作为微带底板,能够实现滤波器的高频零点。本文设计的新型超宽带带通滤波器结合交指耦合与UC-PBG阵列结构,实现3d B带宽5.6GHz,FBW=140%,比传统周期结构滤波器的带宽宽很多,滤波器的带内带外性能良好。与此同时利用地面蚀刻圆孔技术进一步改善滤波器的性能,优化滤波器的带内带外性能,配合耦合调节枝节滤波器工作地更加稳定。加工实物进行实验测量,测试结果与仿真结果吻合的不错。同时,本文仿真了新型超宽带低通滤波器,利用微带直通和UC-PBG阵列结构配合耦合调节枝节,滤波器的带内带外性能良好,带宽较宽。本文还设计了新型周期结构超宽带滤波器性能优越,实现3d B带宽5.4GHz,FBW=106%,其中包含鱼骨型慢波结构与底面蚀刻周期渐变方孔。利用底面蚀刻渐变方孔以及鱼骨型慢波结构抑制表面波,同时加强上表面交指耦合强度,滤波器的整体性能,抗干扰能力,Q值均有很好的改善。通过实验验证,测试结果与仿真结构吻合的不错。