随着现代微波通讯技术的快速发展,系统电路的集成化程度越来越高,对于微波器件的小型化、轻量化、集成化提出了更严格要求。六角铁氧体材料具有磁晶各向异性场大,和高的剩磁比,利用该材料制作的环行器在无外加偏置磁场时就能工作,从而实现自偏置。这不仅可以极大减轻器件的重量和体积,而且使环行器集成化更为容易。因此,基于六角铁氧体材料自偏置环行器的研究具有重要的意义。本论文首先基于传统结环行器理论,设计了工作在中心频率为22GHz的自偏置微带环行器。仿真结果表明,该器件在频率22.6GHz附近有明显的非互易特性,其中插入损耗小于0.2ddB,隔离度和回波损耗均大于30dB。利用锶铁氧体材料制备自偏置微带环行器样品,测试结果显示,该器件在中心频率22GHz处有明显的环行性能,非互易性达到40dB以上。其中,在22GHz处插入损耗为2.8dB,对应最大隔离度姐姐50dB，在22.6Hz处有最小插入损耗1.7dB。其次,采用多枝节开路短截线匹配方法设计了中心频率为28GHz的小型化自偏置微带环行器,仿真结果显示,在设计频点28GHz附近有明显的非互易特性。其中,插入损耗为0.3dB,隔离度和回波损耗均大于35dB。基于仿真结果得到的实际样品尺寸比四分之一波长匹配得到的样品尺寸要小,较大程度上降低了器件尺寸。器件的测试性能表明,在29GHz附近最小插入损耗为3.4dB,最大隔离为29.5dB,在28.3GHz到29.3GHz范围内,VSWR小于1.5。再次,为了实现自偏置环行器的宽带化,以驻波比法,直接优化法和实频数据法的思想为基础,预先设置拓扑结构,利用不同频点对应的策动点阻抗值结合ADS仿真软件里的史密斯圆图,得到匹配网络结构。仿真结果表明,在中心频率29GHz处有最大的非互易特性。其中在28GHz到32GHz的频率范围内,隔离度与回波损耗均大于1OdB,插入损耗小于1.4dB,可以看出该器件具有明显的宽带环行特性。样品的测试结果表明,在频率28.8GHz到33.8GHz范围内,隔离度都大于15dB,其中最大隔离度为25.1dB出现在29.8GHz处,插入损耗最小值为5.6dB出现在29.6GHz处。从28.8GHz到33.8GHz频带范围内隔离度均大于15dB,显示出良好的宽带特性。最后,为了适应集成电路发展需要,设计了X波段的集成自偏置微带环行器。测试结果表明：在频率11.4GHz处有明显的环行性能,非互易特性接近10dB。其中,插入损耗最小值5.7dB,最大隔离度15.5dB,最大回波损耗为28.1dB。