至今为止，尚未在自然界中发现介电常数和磁导率同时为负值的本征材料。科学家们理论上发现这种材料具有一些独特的性质，这些特性有希望在应用中开辟新的天地，革命性地改善传统微波器件的性能。上世纪末，这种材料在实验室中被制备出来。从此，科学家们开始了对左手材料的大量研究。　　 作为一种新型材料，与应用相比，左手材料本身的制备和特性优化显得更加重要和关键。鉴于此，本文展开了对左手材料的结构探索，旨在于寻求性能更好的左手材料。　　 本文在大量数值仿真计算的基础上，最主要的研究内容是设计出了两种不同结构的左手材料。其中，一种是由分别位于微波介质基板两侧、开口相对的双“E”型单元组成的周期阵列结构，通过仿真计算和参数反演，最后求得周期阵列结构的等效介电常数和等效磁导率。分析得知，0-20 GHz的频率范围内存在等效介电常数和等效磁导率同时为负值的两个频段，于是这种双“E”型结构的左手材料不但具有很好的电稳定性，而且可以实现双频的特性。与位于一个平面上开口相对的“E”型结构相比，能够大幅度地减小单元结构的体积;本文还利用等效电路理论对双“E”型结构进行分析，发现双频的实现对多频设计有着非常大的参考借鉴价值。另一种结构是由位于微波介质基板一侧相互嵌套开口相对双“E”型结构与另一侧的金属线组成的左手材料。这种左手材料与历史上首次实现的左手材料具有相同原理，其中双“E”型结构的磁谐振实现负磁导率，金属线实现负的介电常数，相互组合形成单元结构。其左手特性的频率范围与传统C-SRR（C-shaped Split Ring Resonator）结构有着更大的相似性，但双“E”型结构增加了有两条耦合线结构，可以灵活地调节磁谐振的深度和磁谐振出现的频点，所以也能够在一定程度上改善传统C-SRR结构。两种左手材料的特性验证，不但采用了参数反演法，而且设计出了不同结构的数值仿真负折射实验，同时验证了一定频点上的左手特性。　　 除此之外，本文还分析研究了两种结构中各个边的宽度、长度等几何参数变化对左手特性的影响，考察的要素包括阵列结构的左手特性频点位置变化和对双频中心位置的不同影响等，有助于根据实际需求灵活地对左手特性进行调节。此外，文中前半部分还利用集总电路的相关理论对所设计的两种结构进行分析。在一定的误差范围内，等效电路理论能够既清楚而准确地说明了本论文设计结构的左手特性，还简单介绍了左手材料的负折射、后向波等电磁特性。