左手材料是自然界中不存在的人工周期结构，它的介电常数和磁导率都为负,因此又称作“双负媒质”。左手材料的结构一般分为两种：金属谐振结构和复合左右手传输线(CRLH TLs)。1967年，左手材料由苏联物理学家Veselago首次提出，但是在最初的30年里，左手材料并没有引起人们的重视。直至20世纪90年代，Perdry和Smith等人才提出了最具代表性的开口金属谐振环(SRR)和金属棒(Rod)结构，分别用来实现负的磁导率和负的介电常数，这种结构的左手特性也通过棱镜实验得到验证。由于左手材料具有逆斯涅耳折射、逆多普勒效应、逆切伦科夫辐射效应、亚波长衍射等优异的性质，因此左手材料具有潜在的应用价值。人们对其研究也越来越多，特别是研究它新的概念、新的应用。过去，对于左手材料的研究主要集中在微波领域，现在科学家正在努力向太赫兹和光频段进行研究。天线作为通信系统中收发的重要组成部分，其性能的好坏对无线通信有着直接的影响。因此将左手材料的特异性能应用于天线，提高天线性能都成为一个越来越重要的方向。本文首先介绍左手材料的研究背景及其基本特性，研究了第一款通过实验验证的Smith结构。其次提出了两种新型的左手材料，并通过软件仿真和实验验证了这两种左手材料的左手特性，这两种新型结构分别是双P型和格子型结构。双P型结构是一种低损耗单面宽带的左手结构，这种结构能够更好的应用于实际中。格子型结构是一种三频带左手结构，在微波领域有着广泛的应用，如多频带滤波器，波分复用器，耦合器等。在左手材料应用于天线方面，首先讨论了左手材料作为天线的覆盖层应用于微带天线的设计，加载左手材料之后，提高了天线的方向性和增益，辐射方向更集中，性能得到很好的改善。其次研究了复合左右手材料应用于微带天线，形成阻带，实现应用于WiMAX/WLAN和X波段卫星的双频宽带单极子天线；提出了将开口谐振SRR作为阻带，研究具有2个阻带的三通带天线，将其应用于WiMAX/WLAN系统。最后研究了将左手材料应用于微带贴片天线，减小天线RCS。