在微波铁氧体环行器中,传统的尖晶石与石榴石铁氧体环行器,在工作时需要外加磁钢来提供偏置磁场,不利于环行器小型轻量化发展,而经磁场取向后的六角钡铁氧体具有高剩磁比（M_r/M_s）和高磁晶各向异性场（H_k）,能够实现自偏置,对环行器小型轻量化发展具有重大意义。Ni₂U型钡铁氧体具有适宜的饱和磁化强度（4πM_s）、高磁晶各向异性场和高剩磁比,在Ku波段自偏置环行器中有较强的应用潜力。本文采用氧化物陶瓷工艺制备Ni₂U型钡铁氧体,深入分析制备工艺、添加剂及离子取代对材料晶相、显微结构及静磁性能的影响,并基于研制的Ni₂U型钡铁氧体进行Ku波段自偏置铁氧体环行器的结构设计及仿真。首先针对材料预烧温度、烧结温度和二次球磨时间等制备工艺进行了研究,研究结果表明:（1）适宜的预烧温度可以减少杂相,改善显微结构均匀性,提高致密度、4πM_s和M_r/M_s,降低矫顽力（H_c）;（2）提高烧结温度可以加快固相反应速率,提高致密化程度,提升4πM_s和M_r/M_s,降低H_c,而烧结温度过高时会生成Z型相,且会导致样品过烧,磁性能变差;（3）在湿法磁场成型条件下,随二磨时间增加,烧结样品取向度（F）增大,剩磁（4πM_r）及M_r/M_s增大,各向异性场（H_a）增大。当二磨时间为12 h时烧结样品F=88%,M_r/M_s=0.9,H_a=12.5 kOe,而二磨时间继续增加取向效果变差,静磁性能下降。其次,对Bi₂O₃、CuO添加剂及Co²⁺、Zn²⁺离子取代进行研究,研究结果表明:（1）适量添加Bi₂O₃可以使材料固相反应充分,增大材料的4πM_s和M_r/M_s,减小H_c,而添加量过多会生成BiFeO₃杂相,使静磁性能下降;（2）Bi₂O₃添加量为1 wt%时,加入CuO添加剂可以进一步提高材料致密度,增大4πM_s和M_r/M_s,减小H_c,当添加剂为1 wt%Bi₂O₃+2 wt%CuO时,烧结样品性能较好,密度达到5.13 g/cm³,M_r/M_s=0.48,H_c=550 Oe;（3）Zn²⁺离子取代会使材料4πM_s增大,M_r/M_s和H_c大幅降低,磁晶各向异性常数（K₁）和H_k同时下降,材料表现出向软磁性转变的趋势,当Zn²⁺离子取代量为0.8时,M_r/M_s仅为0.18,K₁和H_k分别下降为0.9×10⁵ erg/cm³、1.8 kOe;（4）Co²⁺离子取代可以提高4πM_s和M_r/M_s,且使材料的各向异性类型由主轴型向平面型转变,从而降低H_k,减小H_c,研究表明当取代量为0.8时材料静磁性能最好,因此选定该配方,通过磁场成型工艺,制备磁场取向Ba₄Ni_1.2Co_0.8Fe₃₆O₆₀铁氧体,测得其4πM_s=3155 Gs,F=90%,M_r/M_s=0.92,H_c=427 Oe,K_a=1.9×10⁵ erg/cm³,H_a=8.3 kOe。最后,基于磁场取向的Ba₄Ni_1.2Co_0.8Fe₃₆O₆₀铁氧体性能参数,利用Ansoft HFSS软件对Ku波段自偏置铁氧体环行器进行结构设计和仿真,仿真结果表明,在14.5¹5.5 GHz范围内,回波损耗(S₁₁)和隔离度(S₁₂)均高于20 dB,插入损耗(S₂₁)低于1 dB,驻波比（VSWR）低于1.5,带宽为1.0 GHz。