异向介质作为一种新型的人工电磁材料,是近几年来物理学界研究的一个热点。异向介质具有与普通介质完全不同的奇特电磁特性,因此它在通信、军事领域有巨大的应用价值。一维的异性介质又称为复合左右手传输线,它是异向介质现有最简单、最为广泛应用的结构。基于平面电路的复合左右手传输线的实现以及应用已有大量的研究,但是对于基于波导形式的复合左右手传输线——复合左右手波导,国际上的研究还很少。作为一种波导形式的异向介质,复合左右手波导拥有较大的功率容量以及较低的损耗,它在大功率微波系统中具有很大的潜在应用价值。本学位论文主要对复合左右波导在天线方面的应用进行研究。在设计的过程中,考虑到已有复合左右手波导结构的复杂性,对一种复合左右手波导进行了改进,使其结构更简单,更容易加工。第三章根据一种已有的复合左右手波导,对其结构进行改进,提出了“改进谐振耦合腔链复合左右手波导”。该波导仅仅包含一个谐振槽,结构大大简化,有利于加工实现。通过等效电路理论分析以及电磁仿真,证明了提出的结构可以在一定频段上实现异向特性。第四章根据复合左右手波导的无限波长传播特性,提出了新型“基于复合左右手波导的非等间距谐振波导隙缝阵”。利用工作在无限波长传播频率的复合左右手波导作为馈电结构,使波导壁上非等间距排列的隙缝均能获得相同相位激励。由于阵元间距这一自由度的增加,所提出的非等间距阵可以实现比传统等间距谐振波导隙缝阵更优异的性能。通过一个7元非等间距阵的综合、仿真和实验,验证了所提出的天线阵是合理的。