微波铁氧体环行器是一种非互易性器件,它是利用微波铁氧体材料在外加微波电磁场和直流稳恒磁场的共同作用下表现出的旋磁特性而制成的,在雷达系统收发组件（T/R组件）以及电路中实现信号分路隔离、匹配以及提高增益的作用,是电子系统中不可或缺的关键器件。在大气传输中,与X波段相比,S/C波段电磁波具有传播损耗小、探测距离远等优点,尤其适用于气象雷达、军事遥感雷达、预警机雷达等,而一部上述雷达系统需要成千上万只S/C波段环行器。随着通讯技术与军事技术的发展,S/C波段微波环行器的低插损和宽频带受到高度重视,而环行器的性能又取决应用于其中的石榴石铁氧体材料。基于上述,本文采用传统氧化陶瓷工艺制备应用于S/C波段环行器的石榴石铁氧体材料,研究离子取代以及关键制备工艺对石榴石铁氧体性能的影响。结果表明:对于S波段环行器用Y_1.8Ca_1.2Zr_0.4V_0.4Mn_0.05Fe_4.1O₁₂铁氧体而言,适宜的预烧与烧结温度分别为1100℃和1300℃;采用Ti⁴⁺取代不会改变材料的晶相,样品均为单一石榴石铁氧体物相;Ti⁴⁺引入有助于晶粒的生长;随Ti⁴⁺含量增加,样品的晶格常数增加,表观密度、4πM_s、H_c和α_4πMs均逐渐下降;铁磁共振线宽?H先略有增加再下降,当取代量x=0.4时,?H达最小为22 Oe,其中气孔致宽?H_p大于磁晶各向异性致宽?H_a,即?H_p是?H的主要来源;Sn⁴⁺取代也不会改变材料的石榴石晶相,但Sn⁴⁺取代会抑制晶粒的生长;随Sn⁴⁺含量增加,材料的晶格常数增加,表观密度、4πM_s、H_c和α_4πMs均下降,?H和?H_p逐渐增加,而?H_a逐渐降低。对于C波段环行器用Y_2.3Ca_0.7Zr_0.3V_0.2Mn_0.05Fe_4.4O₁₂铁氧体而言,适宜的预烧与烧结温度分别为1100℃和1340℃;Al³⁺取代会造成样品晶格常数逐渐减小,表观密度也逐渐减小,晶粒尺寸保持在7?m左右,同时Al³⁺取代能有效降低4πM_s,也能在一定程度上降低K₁,而H_c却保持在60 A/m左右;随Al³⁺取代量的增加,样品的?H呈减小趋势,当取代量x=0.6时?H为34 Oe,而相对介电常数ε_r在13¹4之间,介电损耗tgδ_ε均小于10^-3。最后,基于自主研制的微波石榴石铁氧体材料,利用HFSS软件开展了S/C波段微带环行器的仿真设计,并根据优化的结构参数,通过抛光、光刻工艺和薄膜沉积技术制作了相应的环行器实物。测试结果表明:S波段微带环行器在2.4³.6GHz下,隔离度>18 dB,插入损耗<0.9 dB,驻波比<1.4,而C波段微带环行器在5.6⁷.2 GHz下,回波损耗>18 dB,隔离度>20 dB,插入损耗<0.8 dB,驻波比<1.4。