微波铁氧体环行器在微波通信系统中具有广泛的使用场景,如雷达通信系统中,可作为发送/接收组件;由于其非互易特性,也可作为信号的发送端;同时,在收发共用的天线系统中,环行器可以作为转换开关使用,通过切换磁场方向改变天线收发状态;如果在环行器的一个端口接入负载,此时环行器在微波系统中可以当做隔离器,单向传输信号,反向隔离。环行器按照结构主要分成波导型,微带型和带线型,波导型主要应用在低频领域,体积较大;微带型环行器主要运用在相对带宽小的环境下;带线环行器综合了二者的优点,物理尺寸小,相对带宽较宽,制作工艺相对简单。由于通信产业的发展,工程需求日趋多样化,微波器件的应用场景也逐渐多样化,因此,针对新的微波频段,对面向工程需求的环行器的设计和开发显得尤为重要。本文在对铁氧体和带线环行器理论分析基础上,按照环行器的设计方法和过程,对3.3-3.6GHz和1.9-2.6GHz分别提出了对应的带线环行器设计方案,并且1.9-2.6GHz带线环行器进行了实物样品加工和测试对比。以此作为前提,分为五个部分来介绍带线环行器的设计工作:首先介绍了本次设计的背景,简单阐述了环行器在微波系统中的定位,接着说明了环行器在工程和学术方面的发展情况。随后从理论的角度对环行器进行分析,主要从两个方面进行,一是旋磁铁氧体材料,二是环行器的参数和电路设计,总结了环行器设计中需要注意的问题和各项参数。然后主要是针对5G频段中3.6-3.6GHz频率范围提出了一种环行器的设计方案,本方案中,环行器的性能方面,频段内回波损耗和隔离度普遍低于-18dB,直通端性能在-0.5dB以上,端口驻波比低于1.35,直径小于10mm,符合常规的工程设计需要。然后主要设计了1.9-2.6GHz的带线环行器,通过仿真和优化得出了环行器的模型,在整个工作频段内,环行器的回波损耗和隔离度性能低于-20dB,直通性能高于-0.5dB,端口驻波普遍低于1.25,达到了良好的匹配性能,并通过加工出环行器和隔离器的实物样品进行了测试,数据偏差较小。最后的部分为总结展望,对本文的内容和主要工作进行了总结,说明了工作的不足之处,同时也对后续的工作提供了建议和意见。本文设计工作的意义主要在于通过实际的工程环境和技术指标验证了环行器的实用价值,本文的学术价值在于通过双Y结环行器的仿真优化和加工等一些列流程对环行器的设计提供了良好的设计思路和解决方案。