在不久的将来,一系列各式各样的无线通信应用将会集成在同一手持终端中,这就要求天线符合多频、低剖面、小尺寸、性能优良、上市时间短、低廉和易集成等标准。常规材料或传统技术已经不能同时满足这些标准,左手材料特别是其微带实现形式的复合左右手(Composite Right/Left-Handed, CRLH)传输线为未来无线通信天线的发展提供了一种新思路。CRLH传输线具有较低的损耗、较宽的带宽以及非线性的相位常数等优点,被广泛地应用于射频器件领域。本文主要从CRLH传输线在天线中的应用出发,探寻实现基于新型CRLH传输线的多频天线和可调谐天线的机理。首先,本文简要介绍了左手材料和CRLH传输线的基本特性及其在天线中的应用情况,详细分析了CRLH传输线的基本理论、LC网络及其实现技术。在此基础上,提出了一种基于非对称和对称共面波导(Coplanar Waveguide, CPW)的新型CRLH传输线,该传输线具有单面结构、简单紧凑、无过孔和电抗参数易调节等优点。另外,本文还系统总结了国内外的多频技术和可调谐技术。然后,本文详细分析了CRLH传输线的半波长和四分之一波长谐振器,提出了根据单元色散曲线和单元数目来有效调节控制频比范围和频段数量的多频方法。根据终端短路条件,分别设计了基于新型CRLH传输线的双频、三频和四频天线并对它们的性能参数和工作机理进行了详细分析,它们不仅实现了多频特性,还在实现小型化的同时保持了较低的频比。为了验证该方法,我们对三频天线(尺寸：29×21.3×1mm~3)进行了制作和测试,实测结果表明,它具有较好的阻抗匹配以及相似的接近全向性辐射方向图,能工作于1.9GHz/2.1GHz/2.6GHz三个频段,频比为1.1/1.2。另外,可以继续增加CRLH传输线的单元数目来获取更多的频段数量,该方法直接简单,具有较强的可操作性。最后,本文详细分析了CRLH传输线的零阶谐振器(Zeroth-Order Resonator, ZOR)主要特征及其输入阻抗、谐振频率和带宽等性能参数,提出了通过改变单元电抗参数来调节天线谐振频率和拓展天线带宽的方法。应用变容二极管,设计了一款基于新型CRLH传输线的可调谐天线(尺寸：25×15×1mm~3)并分析了在调谐过程中其它性能参数如带宽、增益和方向图的变化情况,仿真结果表明,它具有较宽的可调范围(1.18GHz),频比为1.83,增益波动范围比较小,保持了稳定的方向图。为了研究变容二极管及其偏置电路对天线性能的影响,本文采用了HFSS与ADS协同仿真的方法,仿真结果表明,可调带宽受到了严重影响且发生频偏,各谐振频率处的带宽增加。