左手材料是一种具有周期结构特性的人工复合电磁材料。其宏观电磁本构参数特性表现为介电常数和磁导率同时为负,这使左手材料具有一些特殊的电磁特性,如负折射,后向波,逆多普勒效应等,在微波与光学领域有着巨大的应用潜力。但是传统基于开口谐振环阵列结构的左手材料损耗较大,带宽低,色散特性不易控制;而平面传输线形式的左手材料也只能应用在较低频段,这成为左手材料现实应用的瓶颈。波导传输线具有的功率容量大,低损耗等特点,利用传统的波导结构来设计左手材料的新思路则可以突破上述限制。本文以左手材料理论为基础,探讨了波导形式的左手材料的构成原理和传输特性,并采用谐振槽耦合腔链式结构设计出具有宽带大、损耗低的高性能左手传输波导,这种新型结构的波导对左手材料实用化研究具有重要的意义。本文首先从左手材料的基本理论出发,结合传统左手材料等效媒质理论和等效电路理论,详细的分析了波导结构中左手传输的条件,给出了设计左手波导的一般原则,并通过理想等效参数模型验证了矩形波导中的左手传输现象。本文利用本征模式法分析了谐振槽耦合腔链式结构的色散特性,揭示了该结构能够支持复合左右手模式传输的特性,推导和总结出产生复合左右手传输的条件和一般规律。本文基于标准方形波导利用谐振槽耦合腔链式结构设计了具有复合左右手传输特性的传输波导及其专用馈电结构和匹配电路。仿真结果还表明,这种复合左右手传输波导能够工作于标准方形波导的主模截止频率以下,预示该波导在小型化应用方面具有很大的应用潜力。基于复合左右手波导的特殊相位特性关系,本文还设计具有连续角度波束扫描特性的周期漏波天线,与传统的漏波天线相比,这种天线不仅能实现前向辐射而且还能同时实现后向辐射,说明复合左右手波导在频扫漏波天线设计方面具有很强的应用潜力和实用价值。本文在综合阐述了波导结构中左手传输特性的基础上,对基于谐振槽耦合腔链式结构的左手传输波导进行了系统的分析和综合,在左手材料实用化的道路上又迈进了一步,同时为左手波导结构的设计提供了重要的参考依据。