无线通信系统随着时代的发展在不断地更新与升级,这也需要无线通信设备的性能要愈来愈高。天线作为无线通信系统中的最前端的设备,也在不断地向着小尺寸、宽频段、高增益以及高效率的方向发展。传统的微带天线已经不能满足时代发展的要求,但是左手材料的发现却为天线领域的研究开辟了一条新的路径。尤其是其微带线实现形式下的复合左/右手传输线结构,因为其所特有的种种优异特性而受到了学术界的普遍关注。本文通过对复合左/右手传输线理论的理解与分析,研究其对实现天线小型化和宽频带方面所具有的价值。首先,本文简单叙述了超材料的发展历程和超材料天线的研究背景、意义以及其国内外研究现状；同时,本文也介绍了在超材料天线设计中所用到的一些基础理论知识。然后,本文概括了几种实现天线带宽扩展的技术,基于复合左/右手传输线理论设计了一款加载谐振环共面波导零阶谐振天线。该天线的基本结构是根据复合左/右手传输线的基本单元结构构建而成,并在此基础上加载谐振环。本设计通过采用在共面波导零阶谐振天线的基础结构上加载谐振环的方法,使得天线新增了一个谐振频点,最终利用其零阶谐振点和新增频点的相互结合而实现带宽的拓展。该天线的尺寸大小为30x25×1.5 mm3。该天线工作频段为1.67-2.51 GHz,其绝对带宽为840 MHz,所在工作带宽内的平均增益和平均效率分别为3.14 dB和83.69%。该设计实现了天线的宽频段、高增益的特性,可以很好的满足GSM/UMTS/LTE/WLAN等无线通信系统的工作要求。最后,本文总结了实现天线小型化的几种常见方法,根据复合左／右手传输线理论设计了一款小型化天线。该天线是由两个CRLH-TL单元结构构成。为了扩展天线的带宽,通过调整天线的本构参数来改变其谐振频率,最终将其自身两个谐振点融合,实现带宽的拓展。该天线的物理尺寸仅为17.7x25x1.6 mm3,本设计在不增加天线尺寸和复杂度的情况下,有效地提升了带宽。该天线的工作频段为1.91-2.06GHz,其绝对带宽为150MHz。由于天线的工作频段相对于其尺寸来说比较低,所以天线在其增益方面的表现并不是很好,同时这也是天线实现小尺寸时不可避免的一个负面影响。