新型人工电磁材料自提出至今，在不到十年的时间内得到了迅速发展，吸引了国内外众多领域科学家的关注。新型人工电磁材料是由很多周期或者非周期的单元结构组成的具有新奇特性的材料，这些单元结构可以看作是细胞结构或者化学分子结构，单元尺寸通常小于或等于子波长，因此由这些单元结构组成的新型人工电磁材料可以等效为媒质。我们可以通过设计不同的单元结构来实现自然界中不存在的媒质和特性。但是任何媒质都存在损耗，尤其是基于谐振单元的媒质，损耗过大将影响其性能。因此本文提出了一种有源的单元结构，通过加入有源元件使得能量可以馈入到媒质中，补偿损耗，实现了有源的凋落波放大和超级透镜现象。本文还利用新型人工电磁材料的原理设计制作了一系列小型化多频天线。　　 本文主要的研究内容可概括如下：　　 (1)首先提出了一个新型的有源л型等效模型，实现了有源超级透镜现象。Metamaterial的一个重要性质就是凋落波放大，2000年，Pendry利用此性质提出了一个“完美透镜”的概念，打破了传统透镜在分辨率上的局限性。但是由于任何媒质都是有耗的，所以完美透镜是物理不可实现的，有耗的超级透镜是可以实现的。我们利用这个新型的有源л型等效模型，通过在电路中加入负阻等有源器件，将能量注入到媒质中，实现了有源超级透镜现象。　　 (2)其次，利用这个有源л型等效模型的不同频段模拟了电磁谐振晶体带隙的双层媒质，实现了有源的凋落波放大现象，通过加入有源元件，使电磁波通过此双层媒质时透射系数大于OdB，即输出幅值大于输入幅值，注入的能量使信号放大。　　 (3)最后，我们设计和制作了一系列新型小型化多频微带天线，初始结构是基于新型人工电磁材料的双面结构，通过适当的设计可以实现多频段和小型化的特点。然后我们通过对结构的简化，实现了一个应用在WiFi频段，即2.4GHz和5GHz的双频段小天线，辐射单元尺寸仅为5*8mm。