左手材料(LHMs)是一种介电常数ε与磁导率μ同时为负值的新型人工合成的电磁媒质。与传统右手材料不同的是,在左手材料中,电磁波的电场E、磁场H和波矢量K满足左手螺旋规则,电磁波的相速度和群速度传播方向相反,因而呈现出很多异常的电磁特性,例如逆cherenkov辐射、负折射效应、完美透镜、逆多普勒效应等等。2002年Metamaterial(超材料)诞生,2003年,《科学》杂志把左手材料评为2003年度十大科技创新突破之一,目前超材料是当今电磁学和材料学领域中的前沿热点之一。复合左右手传输线是一种新型的基于左手材料理论的左右手传输线结构,在低频阶段,它呈现出左手材料结构的特性；而在高频阶段,它又会呈现出右手材料特性。复合左右手传输线相比于传统的左手材料结构,在插入损耗,带宽等方面都具有一定的优势。因而复合左右手传输线在微波天线等领域的研究一直是左手材料的研究热点之一。研究表明,在微波器件小型化上复合左右手传输线有着非常明显的优势。论文首先介绍了超材料基本概念和目前国内外超材料的研究进展及方法,以及简单介绍了微带天线的概念和基本原理。然后,在光学变换法的理论基础上,通过数值求解给定边界条件的拉普拉斯方程,设计出了二维任意形状的隐形斗篷和电磁旋转器的本构参数,并通过全波仿真得出仿真结果,验证了理论和设计方法的正确性。最后基于复合左右手传输线的电路模型设计小型天线,通过对复合左右手传输线结构的适当调整获得零阶谐振,此时天线的工作频率不再依赖于天线的几何尺寸,而只是与构成左手传输线的电感和电容有关,从而可大大降低天线的几何尺寸。文章设计了两款基于复合左右手传输线零阶谐振特性的天线,中心频率为2.45GHz,满足无线局域网的2.4GHz ISM频段要求。天线可用于2.4GHz无线局域网接入系统,其尺寸相比于传统的微带天线有较大程度的缩小,有效实现了天线的小型化。