X波段相控阵雷达作为火控雷达、目标跟踪雷达广泛应用于机载、星载等通信领域。铁氧体环行器是X波段相控阵雷达中的关键元件,一台相控阵雷达中需要集成成千上万个环行器。随着雷达设备小型化、轻量化、高性能趋势的发展,对铁氧体环行器提出了更高的要求。要求环行器有更小的体积和更大的带宽,同时也要求环行器在工程应用中,有着更小的封装体积,更高的性能。因此,本文展开了两个方面的研究,一是环行器小型化研究,二是环行器小型化封装结构研究。首先,以YIG铁氧体材料为基板材料,完成X波段微带环行器和带线环行器的设计与仿真,并完成微带环行器制作。微带环行器采用全铁氧体基板,并配置NdFeB永磁体,微带线结构为鱼刺型,铁氧体基板尺寸为7×7×0.4 mm³。仿真结果表明:在8¹2 GHz频带内,微带环行器插入损耗(S₂₁)小于0.4 dB,回波损耗(S₁₁)与隔离度(S₁₂)均大于20 dB,电压驻波比（VSWR）小于1.15。基于微带环行器仿真模型,完成环行器制作,测试结果为:在9.5¹0.5 GHz范围内,S₁₁和S₁₂均大于20 dB,S₂₁小于1.2 dB。带线环行器外形尺寸为9×9×3.2 mm³,仿真结果表明:在8¹2 GHz频带内,S₁₁和S₁₂均大于20 dB,VSWR小于1.15,S₂₁小于0.3 dB。其次,对X波段环行器封装结构展开研究。利用HFSS三维仿真软件,分别完成微带和带线环行器的阵列封装设计和仿真,设计了一种小体积、高密度的环行器阵列瓦片式封装结构。以4层聚四氟乙烯（PTFE）介质基板为封装基板,在封装基板间采用垂直互联电路作为环行器与天线、T/R组件的连接电路。通过对微带环行器、微波传输线进行合理布局,在尺寸为80×80×4 mm³的介质基板中,分别实现了4×4阵列微带环行器的封装和4×4带线环行器封装。微带环行器阵列单元仿真结果为:在8.7¹2 GHz范围内,S₂₁小于0.52 dB,S₁₂和S₁₁均大于20 dB。带线环行器阵列单元仿真结果为:在8.7¹1.7 GHz范围内,S₂₁小于0.6dB,S₁₂和S₁₁均大于20 dB。最后,对X波段微带环行器阵列进行制作,并对阵列中一个环行器单元进行测试,结果表明:在8.7⁹.8 GHz频带内,回波损耗与隔离度均大于20 dB,插入损耗小于2.1 dB。