上世纪八十年代以来,微波频谱的利用日显拥挤,已被开发的频谱很难继续承载快速发展的通讯技术所带来的压力。这就促使世界各国科技人员去探索和开发更高频段的频谱资源,从而使得毫米波技术在较短时期内取得了飞速的发展。毫米波铁氧体环行器作为毫米波技术的一个重要分支,且在雷达、微波测量、电子对抗等领域中起着不可替代的作用,有必要对其进行深入研究。本文首先对铁氧体材料的基本性质以及毫米波结环行器的工作原理作了详细的分析,进而在Ka波段设计出一种微带线环行器和三种基片集成波导环行器。在微带线环行器设计中,使用四分之一波长微带线阻抗变换器实现端口阻抗值为50欧姆的微带线与中心铁氧体圆盘之间的阻抗匹配,结果表明中心频率为34.2GHz,以20dB为基准,环行器的隔离频带为29.8GHz～37.2GHz,对应的插入损耗均在0.5dB之下。介于微带线在毫米波频段的高损耗性,改用基片集成波导结构来设计Ka波段环行器,当这种传输线结构的尺寸满足一定条件时,可等效为传统矩形波导来分析。在基片集成波导环行器的设计中,通过里脊波导实现基片集成波导结构与中心铁氧体圆盘之间的阻抗匹配。结果显示,以20dB为基准,环行器的隔离频带为33.4GHz～36.7GHz,对应的插入损耗均在0.6dB之下,具有9.65%的相对带宽,在此基础上利用短截高阻抗微带线对其进行改良,使得相对带宽为11.7%.为简化加工工艺,除去里脊波导结构,改变中心区域基片集成波导结构的尺寸实现与铁氧体圆盘结构的直接匹配,得到隔离度大于20dB的工作带宽为4GHz,对应的插入损耗小于0.5dB,同样具有良好的特性。本论文所有设计中,铁氧体均为NZ50材料,其半径为0.84mm,高为0.254mm,而介质基片为0.254mm的Rogers RT/duroid 5880 (tm)材料。