负折射率介质材料(Left Handed Material,LHM)作为一种介电常数和磁导率同时为负的人工电磁材料,近年来受到国内外研究工作者的广泛关注。由于电磁波在该种材料中传播时,电场、磁场、波矢量构成左手螺旋定则,故而得名“左手材料”。左手材料具有很多有异于普通自然材料的反常特性,如后向波效应、负折射效应、倏逝波放大效应等,利用这些特性,结合微带天线的结构,可以将其用于制作基于左手材料的高性能天线。本文研究了不同结构(矩形开口环和圆形开口环)的左手材料特性及其在微带天线中的应用。　　 本文首先简要地介绍了左手材料与微带天线的相关理论和研究方法,之后,从左手材料的结构模型入手,结合人工制备的新型开口谐振环(SRR)左手材料,进一步研究设计了基于矩形开口环复合微带天线和基于圆形开口环复合微带天线。结果表明,本文所设计的左手材料对微带天线的某些性能具有改善作用,例如,可以改善天线的阻抗匹配、增加天线的阻抗带宽和提高天线的辐射增益等。作者的工作主要包括以下几个方面:　　 (1)根据左手材料的理论分析模型,以接地板腐刻金属条嵌套周期矩形开口环结构组成左手材料结构模型,设计了基于矩形开口环复合微带天线,此复合天线较普通微带天线尺寸减小24.46％,全向增益也提高了2.28dB,表明所设计的左手材料对于天线小型化具有较大的改进作用。　　 (2)分析了圆形开口环左手材料结构,在普通微带天线的上方放置左手材料覆层构成基于圆形开口环高增益复合微带天线,复合天线的的最大增益为13.67dB,较普通微带天线增加了7.13dB,该复合天线的辐射增益较普通天线有明显的增加。　　 (3)通过在普通单极子天线末端加载周期排列矩形开口环、介质底面腐刻矩形开口环结构,设计了基于矩形开口环复合单极子天线,复合天线的阻抗带宽约为34.28％,较1／2波长极子天线带宽提高32.71％,增益提高21.56dB,且在保持普通单极子天线良好全向性的同时,复合天线的的阻抗带宽和辐射增益都有很大的提高。