环形器是一个重要的微波铁氧体器件,在现代微波通信系统得到广泛应用。特别是随着3G移动通信技术的迅猛发展,对环行器的可靠度和集成度提出了更加高的要求。目前比较普遍使用的铁氧体环行器是结型环行器,但是其占有空间大且需要外置大的磁偏置。随着对铁氧体器件研究的深入,一些新的铁氧体结构相继被提出。本文主要介绍了一种结构新颖的环形器结构--FCL环行器。从对铁氧体材料的特性出发,由浅入深地介绍了FCL环行器的设计过程。自从FCL环行器被提出后,其新颖的结构和特性开始引起研究人员的兴趣,并开始用多种方式对其进行分析。在第三章中特别详尽的对FCL的设计原理进行了分析,介绍了两种不同的分析方法,奠定了FCL的理论基础。同时论证了实现FCL环行器非互易性的充分条件。 另一方面,普通铁氧体基底的FCL环行器仍然需要外置磁偏置,因此一些科学家开始研究使用一种新型的铁氧体材料--六角铁氧体。这种铁氧体具有很强地自磁偏置,因此在设计环行器时,不需要外加磁场。在文中介绍了一种新的六角铁氧体材料Zn2Y,并将它用于环行器设计当中。 文中还介绍了微带线、微带耦合线的结构特点及计算公式,并提供了耦合线特征阻抗计算的近似公式,从而简化了设计过程。FCL与T型结进行级联才能实现环形器的非互易特性,因此文中还介绍了T型结的一些典型结构,并结合设计的实际情况,使用了一个简化的T型结结构。 有了以上的理论基础和设计方案,文中最后提出了一种工作在37GHz至42GHz的FCL环形器结构,并对其用AnSoft公司的HFSS进行了仿真分析,得到了较好的结果。