Metamaterial因其超常的物理、电磁特性成为近年来物理与电磁领域的研究前沿与热点。通过对Metamaterial宏观结构的控制可以实现一些特异电磁特性，如负介电常数、负磁导率、负折射率、强色散特性、非线性等。Metamaterial的特异电磁特性意味着全新的电磁传播行为，这为物理、电磁、材料等科学领域的研究提供了新思路并出现了大量重要的研究成果。　　 相控阵因其灵活的波束控制能力被广泛应用。相控阵天线主要包括天线、馈电网络、移相器及其控制电路等。传统的无源相控阵设计中，移相器和功分器独立设计而后集成的设计方法导致电路面积大、移相器数量多、加工复杂、系统损耗大等问题。而有源相控阵中作为关键元件的T/R组件中的固态移相器的高插损和放大器的低效率导致了有源相控阵系统的高功耗，限制了它在很多要求低功耗领域的应用。　　 本论文首先研究了支节加载传输线的非线性色散特性。通过控制加载支节参数，支节加载传输线在非线性色散频段内可以实现电磁波逆向传播及负的传播常数。实际上传输线可以看成一个单输入单输出网络，而功分器是单输入多输出网络，可以看成是一种广义传输线，基于此分析了加载支节对功分器的影响。研究表明，支节加载功分器也有类似于支节加载传输线的非线性色散特性，并且由于支节对各路输出的影响程度的差异，使得功分网络各路输出呈现步进相位分布。支节加载传输线及支节加载功分器表现出典型的Metamaterial特性，属于传输线型Metamaterial。论文进一步研究了其在功分移相中的应用，提出集功分与移相功能于一体的新型馈电网络。研究内容包括：“四路功分与二比特移相”的功分移相器研究、功分移相网络的大角度移相实现方法研究、功分移相网络的可重构研究。　　 最后，基于功分移相网络提出一种新型相控阵及其波束控制方案，为了进一步降低相控阵系统复杂度，介绍并研究了新型小型化“180°+90°”集成移相器、相位虚位、随机馈相及幅度虚位技术在相控阵波束控制中的应用。