近年来,人工电磁材料因其特有的超常物理性质而受到了学者的广泛关注。众所周知,用以表征材料的电磁特性最常用的物理量是介电常数ε和磁导率μ。在自然界已知的材料当中,介电常数和磁导率都为正值。单负材料是介电常数或磁导率单独呈现为负值的材料,而左手材料是一种同时拥有负介电常数与负磁导率的“双负材料”,也就是人们通常所说的“负折射率材料”。无论单负材料或左手材料都是一种人工设计或合成的复合材料,它们可以在某个预设频段呈现出人们所需的特异功能,具有重要的研究意义和广泛的应用前景。本文主要利用传输线理论对单负材料与左手材料进行了系统的研究,所取得的主要研究成果为:　　 1.对单负结构开口谐振环与互补开口谐振环进行了研究。针对无线通信系统的要求,提出了一种新型互补开口谐振环并应用于超宽带半模基片集成波导滤波器设计。由于新型互补开口谐振环的独特特性,这种滤波器相较传统互补开口谐振环波导滤波器具有更好的裙边响应和带外抑制。提出了一种基于互补开口谐振环的半模基片集成波导小型化技术,通过理论分析并验证了小型化技术的有效性。提出了一种基于互补开口谐振环倏逝波放大现象的小型化半模基片集成波导滤波器,实验证明该滤波器的良好性能。　　 2.提出了一种基于互补开口谐振环与短路交指电容结构的新型对偶复合左右手传输线。这种新型传输线的等效电路模型与传统对偶复合左右手传输线不同,但仍保持了阻抗与导纳完全对偶的特征。通过研究其传播特性发现,仍呈现出右手-左手-右手频带特性。　　 3.对简化复合左右手传输线分类进行了系统研究。设计了一种基于简化复合左右手谐振器0模式与+1模式的耦合谐振器滤波器。设计了一种蘑菇型简化复合左右手结构,并应用于一种新型双频谐振天线。提出一种新型负磁导率简化复合左右手传输线,并讨论了其传播特性。　　 4.设计一种新型广义复合左右手传输线结构,并研究了其传播特性。　　 5.提出了一种全新传输线一简化广义复合左右手传输线。根据简化方式分析了两种不同类型(负介电常数型、负磁导率型)简化广义复合左右手传输线,并将其应用于双频超宽带滤波器设计,实测结果验证了双频滤波器的良好性能。　　 6.提出了一种全新传输线-双重简化复合左右手传输线。根据传输线的阻抗与导纳的零、极点的相互位置关系,将传输线分为七种不同类型并分别进行分析。选择其中不同类型的传输分别应用于单频、双频与三频滤波器设计。最终,结合多层PCB技术成功分别设计了单频,双频与三频滤波器,实测结果验证了滤波器的良好性能。　　 7.提出了一种全新传输线一三阶复合左右手传输线并研究其等效电路模型及传播特性。并推广至N阶复合左右手传输线,平衡条件下其具有N个不连续左手通带,研究了其广义等效电路模型及平衡条件的递推公式,对复合左右手传输线理论的完善具有较大意义。