超材料是指自然界中并不存在的,由人工合成的具有特殊物理性质的复合式材料,它的特殊性能并不是因为用了特殊的材料,而是利用了其特殊的周期性结构。我们用相对介电常数和相对磁导率来描述它独特的物理性质,超材料在很多领域都有着很大的发展空间。本文主要工作内容如下:首先,主要介绍了超材料的研究背景和意义,然后介绍了超材料在隐身领域、吸波领域以及高折射率领域的应用,最后列举了超材料的一些奇特的电磁特性,如逆多普勒效应、逆折射率效应等。其次,分析了超材料的等效媒质理论,介绍了超材料的相对介电常数和相对磁导率的提取方法,并对其进行了验证。然后,提出了一种具有高介电常数特性的超材料单元结构,借助电磁仿真软件,对该结构进行了研究。通过分析它的电谐振模式、磁谐振模式、电磁谐振模式和弱谐振模式,对它的相对介电常数和相对磁导率进行了研究,其相对介电常数在电谐振状态下可达300。通过改变超材料单元结构的尺寸,来研究其谐振点的变化,以及相对介电常数和相对磁导率的变化。并且基于新型SISL(介质集成悬置线)技术平台,实现了一种具有高介电常数特性的SISL超材料结构,为模块电路的小型化设计提供了新的思路。最后,介绍了滤波器的基础知识,先是设计了微带阶跃阻抗滤波器,然后在微带阶跃阻抗滤波器的基础上,设计了基于SISL的阶跃阻抗低通滤波器,以此来验证所设计的基于SISL的高介电常数超材料是否具有实现电路小型化的特性。通过验证可得,使用基于SISL的高介电常数超材料设计的滤波器能比同等情况的滤波器尺寸减小41.2%。