本文基于微磁学理论和微磁学仿真软件OOMMF探讨了多种纳米结构磁材料的磁性能,具体包括:椭球状纳米片结构,多孔纳米片结构,纳米线阵列结构和纳米管阵列结构。研究结果表明:不同厚度的椭球状纳米片具有不同的磁畴分布,厚度低于18-20 nm时,会产生单畴结构,单畴结构的纳米片具有较好的形状各向异性,其虚部磁导率谱有且仅有一个尖锐的共振峰,纳米片的矫顽力与厚度相关,单畴结构时Hc随厚度的增加而增加,多畴结构时Hc随厚度的增加而减小;多孔纳米片结构具有较好的平面各向异性,孔洞存在会增加多孔纳米片的磁损耗峰数目,且部分损耗峰由于频率相近而交叠,相当于展宽了损耗峰宽,多孔纳米片结构可用于开发质量轻、工作带宽宽的高频电磁波吸收材料;纳米管阵列结构的磁畴分布图和磁滞回线图受纳米管间距和纳米管管壁厚度的影响,一个重要原因是纳米管间距和管壁厚度会影响相互作用力,论文通过FORC的方法半定量的探讨了相互作用力的变化,结果表明,间距越小或管壁越厚,相互作用力越大;纳米线阵列结构具有较好的形状各向异性,纳米线中磁矩在自发磁化状态下的近乎一致排列,沿与纳米线平行的方向磁化所得的磁滞回线具有极高的矫顽力和剩磁比,纳米线阵列的磁导率谱与纳米线在模版中的体积占比相关,磁导率谱实部在低频段随着体积占比的增加而增大,磁导率谱虚部的共振频率与体积占比线性相关。基于纳米线阵列的优异磁特性,本论文还设计了两款采用了沉积于多孔氧化铝模板中的?-Fe纳米线阵列作为磁性材料的微波无源器件。所设计的环形器采用了微带线结构的传输线,其工作的中心频段为12 GHz,插入损耗为-0.88 dB,反射系数为-41.6 dB,隔离度为-28.7 dB,相对带宽达到了10%。所设计的隔离器采用了基片集成波导结构的传输线,它工作频段为9.1 GHz~10 GHz,插入损耗为-0.72dB~0.86 d B,隔离度为-20 dB~-31 d B,驻波比约为1.1,相对带宽超过了9%。所设计器件的各项指标均达到了要求。更重要的是,受益于纳米线阵列结构自发磁化状态下的极高的剩磁比,以上两款器件均实现了自偏置,从而去除了某些基于磁性材料的微波器件所必须的永磁体(用于提供偏置场),大大的降低了器件的体积和重量。