Dass Metamaterialien ein enormes theoretisches Potential zur Nutzung völlig neuer elektromagnetischer Effekte bieten, ist seit vielen Jahren bekannt. Im Wesentlichen geht es darum, den Wertebereich der elektrischen und magnetischen Materialparameter zu erweitern, insbesondere hin zu sehr kleinen Werten nahe 0 und vor allem auch hin zu negativen Werten. Das Design und die Realisierung von Metamaterialien stellen jedoch Herausforderungen dar, die noch große Forschungsanstrengungen erfordem. Ausgangspunkt fur das vorliegende Projekt war ein Ansatz zur Realisierung von vektoriellen dreidimensionalen (3D) Metamaterialien auf der Grundlage des rotierten Transmission Line Matrix (RTLM) Rechenschemas. Dadurch gelingt es, eine vektorielle Entkopplung und somit eine starke Vereinfachung der äußerst komplexen 3D Schaltungsdarstellung der Metamaterialien zu erreichen. Trotzdem ist es immer noch eine sehr anspruchsvolle Aufgabe, die konkreten Zusammenhänge zwischen der Schaltungsrealisierung und einer konkreten physikalisch/technischen Realisierung des Metamaterials zu finden. Insbesondere wird dies dadurch erschwert, dass verschiedene parasitäre Effekte eine Rolle spielen, die eine entkoppelte Behandlung der Teilschaltungen erschweren, und die häufig auch zu unbeabsichtigten parasitären Wellen innerhalb der Metamaterialstruktur (gestörte ebene Wellen) führen. Im Rahmen der durchgefiihrten Arbeiten ist es jedoch gelungen, ein Design zu finden und zu realisieren, dass die besonders störende parasitäre Grundmode wirkungsvoll verhindert und es wurden messtechnische und simulationstechnische Verfahren und Vorgehensweisen erarbeitet, die eine gezielte Bestimmung der Ersatzschaltungselemente und somit ein wirkungsvolles Design der 3D Metamaterialien (inklusive Balancierung) erlauben. Umfangreiche Untersuchungen an ID, 2D und 3D Strukturen haben das Verständnis für die Funktionsweise und Realisierbarkeit von Metamaterialien weiter verbessert. Außerdem konnten neuartige Methoden zur Vollwellenanalyse der zugrunde liegenden periodischen Strukturen entworfen und realisiert werden. Die reproduzierbare Realisierung von Metamaterialien (vor allem im 3D Fall) stellt immer noch eine große Herausforderung dar. Fertigungs- und Materialtoleranzen müssen sehr gering sein, damit ein bestimmtes Design auch in der praktischen Umsetzung zu den gewünschten Ergebnissen führt. Deshalb sollte auch weiterhin versucht werden, noch robustere und noch besser realisierbare Designs von Metamaterialien zu finden. Die Ersatzschaltbilddarstellung ist in vielen Fällen eine große Hilfe für Analyse und Design, jedoch wird es bei zunehmenden Frequenzen immer schwieriger, brauchbare Ersatzschaltbildbeschreibungen zu finden, so dass direkte „feldtheoretische" Ansätze bei hohen Frequenzen möglicherweise geeigneter sind. Die Anwendung von Metamaterialien für Linsenstrukturen und neuartige Mikrowellenbauelemente ist nachwievor eine attraktive Option, muss aber durch reproduzierbare und kostengünstige Designs und Realisierungsmethoden erarbeitet werden.