电磁异向介质是指等效介电常数和等效磁导率均为负值的电磁材料,是当前电磁领域的研究热点之一。在电磁异向介质中,电磁波的传播会显示出与在传统物质中不同的效应,如“负折射效应”、“逆多普勒效应”、“后向波特性”等等。目前对电磁异向介质的研究主要集中在理论分析,介质单元结构设计以及异向介质应用等几个方面。本文在前人经验基础上对电磁异向介质作进一步的研究,将具有代表性的电磁异向介质结构应用在微带天线、微带天线阵列、滤波器以及生物医学工程领域。本文主要工作有：1)详细介绍了电磁异向介质的理论基础,阐述了电磁异向介质的相关特性及结构设计,介绍了等效负介电常数和等效负磁导率的成因。2)将电磁异向介质应用于微带贴片天线中,利用电磁异向介质高指向性辐射的基本原理,采用电磁异向介质选择表面,设计了一种工作在2.47GHz频率下的高增益微带贴片天线。3)将电磁异向介质应用于微带天线阵列中,选用经典的SRR结构单元组成的阵列作为隔离板,放置在H面耦合微带阵列天线中间,用来降低天线单元间的互耦。4)将电磁异向介质应用于同轴滤波器中,利用介电常数与磁导率符号相异的频段中,电磁异向介质材料内不允许导行波通过,而只允许倏逝波存在的特点,通过调节电磁异向介质的谐振频段,来实现同轴滤波器的滤波特性。5)将电磁异向介质应用于生物医学工程领域,利用其在单负频段内的阻带效应,提出了电磁异向介质对手机辐射有一定的屏蔽作用,并对此设想加以仿真验证。