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左手材料是等效介电常数与等效磁导率同时为负的一种新型人工材料。作为21世纪科学界的最大发现,它奇异的微波特性很快就引起了广大学者的研究兴趣。负折射、逆多普勒效应和完美透镜这些有别于普通材料的特性,对设计微波无线器件具有很大的优势。如今随着无线通信的快速发展,无线通信终端已经成为了人们日常生活中最主要的组成部分之一。但是人们对于移动终端的要求也越来越高,不仅仅要求高性能的通信质量,还要求低成本。这就对无线通信系统提出了更高的要求。而天线与滤波器作为其中的重要部件,研究和设计基于左手材料的天线与滤波器也就自然具有很大的意义。本文简要地介绍了本课题的研究背景及意义,分析了左手材料以及基于左手材料的微带天线与滤波器研究现状。并对几种典型结构的优缺点做出了评价和总结。在理论分析和仿真的基础之上,本文首先提出了一种正六边形多开口双频带左手材料,然后基于该左手材料分别设计了一种微带天线与滤波器。本文的主要工作和成果如下:(1)提出了一种正六边形双频带左手材料。该左手材料采用磁谐振与电谐振结合的原理产生。首先在介质的上表面刻蚀了多开口正六边形结构,然后在介质的下表面刻蚀金属条结构。仿真结果显示,该结构在以6.7GHz和9.3GHz为中心频率的两个频段周围内形成了一个明显的左手通带。(2)根据前一章的双频带左手材料,分别设计了一种双频带贴片天线和多响应微带滤波器。双频带天线仿真结果显示,该天线工作于5.4GHz和6.6GHz两个通用的通信频段。在工作频段以内,其天线的S参数达到了 10dB以上,电压驻波比(VSWR)小于2。多响应滤波器通过改变结构的尺寸参数,可以实现多频带与宽频带响应。仿真与测试结果显示,当滤波器为多频带响应时,滤波器响应呈现出明显的4波段,其中心频率分别为4.48GHz、4.97GHz、5.47GHz和5.92GHz,3dB相对带宽则分别为2.5%、4.2%、3.4%和1.2%。当滤波器为宽频带响应时,其中3dB绝对带宽从5.9GHz到7.01GHz,相对带宽则为20%。本文所提出的左手材料采用HFSS软件建模仿真,天线与滤波器则采用CST建模仿真。与近几年国内外的同类报道相比较,本文提出的左手材料在结构上和加工上具有一定优势,提出的微带天线与滤波器在增益和尺寸上获得了优越性能。