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左手材料是一种介电常数ε和磁导率μ同时为负的新型人工电磁材料,在其中传播的电磁波与在传统材料中的不同,其电场、磁场与波矢量满足左手关系,相速度与群速度传播方向正反,因而表现出一系列反常的电磁现象,如光的负折射效应、逆多普勒效应、逆Cherenkov辐射、完美透镜等。从实现方法上,目前的左手材料主要分为两大类：一种是基于金属杆和开口谐振环的谐振结构或衍生结构；另一种是复合左右手传输线结构。本文首先详细介绍了左手材料的基本理论、奇异特性、电磁参数提取方法及其实现方式,并对近几年来国内外学者所研究出的左手材料结构进行比较分析,研究了其组成单元SRR及其互补结构CSRR的负磁导率特性与负介电常数特性,采用Smith提出的S参数法提取了其电磁参数。验证了CSRR与SRR具有相似的谐振频率,SRR可以实现负磁导率,CSRR可以实现负的介电常数的说法。在此基础上,将CSRR应用于微带天线设计当中,提出了一种将CSRR刻蚀在普通微带天线的地板上的实现双频微带天线的新方法。设计中由贴片本身产生一个工作频带,由CSRR谐振激励产生另一个工作频带,并通过贴片向外辐射能量。根据所加载CSRR数目及位置的不同,文中提出了该种双频天线的两种实现形式,通过电磁仿真软件HFSS仿真分析了天线的回波损耗、方向图特性和各个参数对天线的影响,并通过实验证明了这两种天线形式的双频天线在两个工作频带内都具有良好的工作特性,验证了这种设计双频微带天线的新方法的可行性。本文还提出了一种采用双层微带结构及CSRR实现三频微带天线的新方法,设计中巧妙地利用了各层金属及CSRR之间的相互作用,简易地实现了三频特性。同样,文中也对三频天线的各个性质进行了详细的分析,并用实验证明了该种设计方法的可行性。最后详细介绍了基于CRLH传输线的零阶谐振天线的理论,并在此基础上设计了一个工作于1800MHz的单极子天线,天线在工作频带内具有良好的类单极子方向图特性,最大增益为1.34dBi.所设计的天线具有结构尺寸小、结构简单、易于制作及成本低等优点。