图 1。1 由环形器各构成的收发系统框图

在卫星通信中，铁氧体环行器使用在转发器的收发转换中，起到双工器的作用。在移动 通信中，铁氧体环行器主要用于基台(站)间的移动台系统中，主要使收发信机天线一体化或 使功率放大器与开关放大器的输入和输出进行隔离，或在测量系统中使信号去耦。

1。2 环形器的国内外研究现状与发展趋势

1。3  本论文的主要工作及内容安排

本文开始对环行器的背景、现状及发展趋势进行了简要叙述，接着对微带传输线的基本 知识和铁氧体有关性质进行了仔细分析和阐述，并在此基础上引入了单Y结微带线环行器和双 Y结微带线环行器的设计理论，利用高频仿真软件HFSS分别设计仿真出了中心频率为2。4GHz 和10GHz的单Y结微带线环行器和双Y结微带线环行器，并对中心频率为2。4GHz的双Y结环形 器实物进行了S参数测试。

第一章为前言部分，主要介绍了微带环行器的研究背景及运用情况，以及国内外现状和 发展的态势，最后介绍了本论文的主要工作和内容的具体安排。

第二章为基础理论部分，主要论述了微带传输线相关理论，包括微带线的结构、电磁场 分布、特性阻抗、阻抗匹配理论、长线传输理论以及能量的损耗的问题，同时也对铁氧体的 一些相关性质进行了说明，包括铁氧体的旋磁特性、主要磁参数以及铁氧体材料的选择，并 引入了有关铁氧体环行器的环行条件。

第三章为环形器的设计与仿真部分，主要阐述了单Y结微带环行器和Y结微带环行器在 HFSS上的建模与仿真，并分别对其进行了优化得到最终的设计参数和模型，并结合理论基础 对其仿真结果（S参数、驻波比、铁氧体内电磁场分布等）进行了简单分析。

第四章为实物性能测试部分，由于相关条件有限，只借助矢量网络分析仪对一款频带为

2。1GHz~2。9GHz的已有环形器的三个端口的了S参数和驻波比进行了测试，并分析了其测试结果。

第二章微波铁氧体环行器的基本理论

2。1 微带线相关理论

2。1。1 微带线的构成

微带线是由导体、介质基片和接地板构成的微波传输线，接地板可视为厚度可忽略的理 想导体,如图 2。1 所示。

图 2。1 微带线结构示意图

微带线导体具有导稳定性好、电率高、与基片的粘附性强等特点，可用如金、银，铜、 铬、钽等金属材料制作。其导带线图形是用印制技术敷在介质基片上的，有两种制作工艺， 即薄膜工艺和厚膜工艺，其中前者为常用工艺。文献综述

微带线介质基片选用介电常数高、损耗低、粘附性、均匀性和热传导性较好的材料，并 要求其介电常数随频率和温度的变化也较小。相对介电常数视具体情况而定。常用的介质基 片的材料有：蓝宝石、氧化铝陶瓷、金红石（纯二氧化钛）、聚四氯乙烯和玻璃纤维强化聚 四氯乙烯等。

微带线电路一般用金属盒进行屏蔽，减少外界的影响。其高度 H 应大于基片厚度 h 的 5～ 6 倍；侧边距离应大于金属带宽度 ω 的 5～6 倍。可在封装盒盖内壁上涂上吸收材料来减小封 装盘对电磁波的反射，提高电路性能。微带线传输模式为准 TEM 波，此时微带中纵向场分量 比较弱，其场分布与纯 TEM 模十分相似，微带线实际的相速、特性阻抗等基本参量和按纯 TEM 模计算的结果也十分接近。微带线中除了准 TEM 模外，还有高次模存在。微带线的高 次模有波导模和表面波模两种模式。为了抑制高次模，微带线的横向尺寸应满足式(2-1)。微 带线中的电磁场分布如图 2。2 所示。