本论文的工作目的是在微带天线阵在学术和工程上的应用日益增长的背景下,应用负向媒质概念,进一步改善天线阵的性能,同时为负向媒质的应用提出新的思路。本论文的研究方法是总结前人工作,而后提出并设计负向媒质天线阵列。本论文所分析总结的前人的成果,包括复合左右手传输线结构的分析与设计、其电感-电容电路单元模型的理论与实现和在商业软件中如何得到该传输线结构的关键性参数。我们也总结了前人设计的两种负向媒质结构单元、两种负向媒质贴片天线和一种负向媒质表面波天线。为了设计应用负向媒质的天线阵列,我们也总结了微带天线阵列的理论与前人的一些设计实例,为我们自己的设计做好了准备。本论文的成果是分析并且设计了三种负向媒质天线阵列。在总结前人工作的基础上,我们设计了新型负向媒质天线阵列,包括两个负向媒质串联馈电天线阵列和一个负向媒质平面天线阵列。与传统的微带天线阵列相比,负向媒质天线阵列有极宽的带宽和比较好的增益,而且负向媒质天线阵列延续了负向媒质贴片天线的高效率、低损耗等特性。该类天线和天线阵都是前向辐射,也就是向着天线馈线上波传播的方向辐射。该天线是线极化的,而且在主要传输方向上极化特性也很好。这几种负向媒质天线阵列被设计、仿真、制造并且测试出来,其仿真结果和实验测试结果比较吻合。我们同时阐述了偏离中轴线的馈电线对于负向媒质天线阵设计的重要意义,为了进一步说明,一个设计实例也被给出。我们可以得出结论,把负向媒质应用于天线和天线阵的设计,不仅能改善天线性能,尤其是带宽性能、增益性能、还是天线效率,还能使辐射方向朝向与普通微带天线阵不同的方向。我们为负向媒质在天线与传播方面的应用打开了新的思路,并且提出了一些新的设计结构,方面之后的研究者进一步探索。这几种负向媒质天线阵列的研究与设计对于负向媒质研究和天线阵列研究都具有很大的意义。