Four-port microstrip ferrite circulator with broadband and high isolation
Abstract
相较三端口环行器，四端口环行器适配复杂多通道射频系统需求，兼具功能灵活、体积紧凑、成本更低的优势，但现有设计普遍面临带宽窄、隔离度不足的问题，制约了商用部署。为解决上述难题，本文提出一种宽带高隔离度四端口铁氧体环行器设计方法。首先，构建了静磁场耦合的旋转模式分析方法，将静磁场影响纳入中心结模式分析，避免假设条件引入的误差，实现静磁-模式耦合分析；其次，在传统圆盘形中心结基础上，通过曲边导体改造与加载慢波枝节设计慢波中心结，利用对电磁场的强场束缚作用提升隔离性能。设计紧凑的宽带传输匹配网络，实现中心结与50 Ω微带线的宽带阻抗匹配。最后，加工并测试了环行器原型，结果表明该环行器的相对带宽为40%，插入损耗小于1.6 dB，回波损耗优于15 dB，隔离度S31和S41分别优于20 dB和25 dB，整体尺寸仅12 mm × 12 mm（0.4λ0 × 0.4λ0）。该设计验证了静磁场耦合模式分析方法的有效性，为四端口环行器的宽带、小型化与高隔离度设计提供了新思路，具备大规模工程应用潜力。
Fields of Study & Subjects
Microwave Engineering and Waveguides
Magnetic Properties and Synthesis of Ferrites
Antenna Design and Analysis
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 11
- Publication date
- 1 January 2026
- Language
- ZH