環(huán)形器是一個(gè)多端口器件，其中電磁波的傳輸只能沿單方向環(huán)行，例如在下圖中，信號(hào)只能沿①→②→③→①方向傳輸，反方向是隔離的，以此類推，故稱為環(huán)形器。在近代雷達(dá)和微波多路通信系統(tǒng)中都要用單方向環(huán)行特性的器件。例如，在收發(fā)設(shè)備共用一副天線的雷達(dá)系統(tǒng)中常用環(huán)形器作雙工器。在微波多路通信系統(tǒng)中，用環(huán)形器可以把不同頻率的信號(hào)分隔開。隔離器用于屏蔽其輸入側(cè)的設(shè)備免受其輸出側(cè)的條件的影響；例如，以防止微波源由失配的負(fù)載失諧。
No1 環(huán)形器的基本原理：
環(huán)形器是一種利用微波鐵氧體材料做成的特殊器件，可以做成同軸結(jié)構(gòu)，也可以做成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。其中以微帶三端環(huán)形器用的最多，用鐵氧體材料作介質(zhì)，上置導(dǎo)帶結(jié)構(gòu)，加恒定磁場，就具有環(huán)行特性。如果改變偏置磁場的方向，環(huán)行方向就會(huì)改變。
No2 環(huán)形器的特點(diǎn)：
環(huán)形器的突出特點(diǎn)是單向傳輸高頻信號(hào)能量，它控制電磁波沿某一方向環(huán)行傳輸，多用于高頻功率放大器的輸出端與負(fù)載之間，起到各自獨(dú)立，互相“隔離”的作用。負(fù)載阻抗在變化甚至開路或短路的情況下都不影響功放的工作狀態(tài)，從而保護(hù)了功率放大器。環(huán)形器具有體積小、頻帶寬、插損小等特點(diǎn)。
No3 環(huán)形器的功能：
環(huán)形器的功能是保證微波功率的單向循環(huán)傳輸，而反向則是隔離的，將其等效為一個(gè)三口網(wǎng)絡(luò)，它應(yīng)是一個(gè)非互易網(wǎng)絡(luò)。
No4 環(huán)形器的性能問題：
對(duì)于相對(duì)頻寬小于15％的低場環(huán)形器和隔離器，一般都不會(huì)出現(xiàn)峰值（即高次模）。對(duì)于大于25％寬頻時(shí)，有人認(rèn)為鐵氧體結(jié)環(huán)形器，相當(dāng)于開路諧振器。在這個(gè)諧振器中有混合諧振模、即高次模，這個(gè)高次模在中心導(dǎo)體和接地面間的縱向不均勻，磁場磁化不均勻，它擾亂了鐵氧體環(huán)形器的場分布，同時(shí)，還有大量輻射能量，還由于高次模的產(chǎn)生使輸入、輸出電路中的阻抗元件直接耦合，還能形成附諧振電路。在這個(gè)諧振頻率使損耗加大，使輸出的相位發(fā)生旋轉(zhuǎn)，破壞環(huán)行器的特性。
解決方法有
01 中心導(dǎo)體不能偏離對(duì)稱面。保證中心導(dǎo)體的中心與樣品圓心同心合一
02 鐵氧體無氣孔。鐵氧體樣品面的平整、光滑、無缺
03 鐵氧體和接地之間有良好的接觸
04 外加偏壓磁場要均勻
05 裝焊清潔無異物
06 樣品接地面加軟錫箔。焊點(diǎn)要平整、光滑、無虛焊現(xiàn)象
No5 環(huán)形器的應(yīng)用：
01 隔離器
當(dāng)三端口環(huán)形器的一個(gè)端口在匹配的負(fù)載端接時(shí)，它可以用作隔離器，因?yàn)樾盘?hào)可以在其余端口之間僅在一個(gè)方向上行進(jìn)。隔離器用于屏蔽其輸入側(cè)的設(shè)備免受其輸出側(cè)的條件的影響;例如，以防止微波源由失配的負(fù)載失諧。
02 雙工器
在雷達(dá)中，循環(huán)器被用作一種類型的雙工器，以將信號(hào)從發(fā)射機(jī)路由到天線以及從天線到接收機(jī)，而不允許信號(hào)直接從發(fā)射機(jī)到達(dá)接收機(jī)。雙工器的替代類型是在將天線連接到發(fā)射器和接收器之間交替的發(fā)射-接收開關(guān)（TR開關(guān)）。
在下一代蜂窩通信中，人們傾向于全雙工無線電，因?yàn)樗梢砸韵嗤念l率同時(shí)發(fā)送和接收信號(hào)。考慮到當(dāng)前有限的、擁擠的頻譜資源，全雙工可以直接地有益于無線通信兩倍的數(shù)據(jù)輸入輸出速度。仍然使用“半雙工”執(zhí)行無線通信，在不同的時(shí)間幀發(fā)送或接收信號(hào)，如果在相同的頻率（通常在雷達(dá)中），以不同的頻率同時(shí)發(fā)送和接收信號(hào)（由稱為雙工器的一組濾波器實(shí)現(xiàn)）。
03 反射放大器
反射放大器是一種利用諸如隧道二極管和耿氏二極管的負(fù)微分電阻二極管的微波放大器電路。負(fù)差分電阻二極管可以放大信號(hào)，并且通常在微波頻率下比兩端口器件表現(xiàn)更好。然而，由于二極管是單端口（兩端）器件，需要非互易分量來將輸出放大信號(hào)與輸入-輸入信號(hào)分離。通過使用具有連接到一個(gè)端口的信號(hào)輸入的3端口環(huán)行器，連接到第二個(gè)的偏置二極管，連接到第三個(gè)的輸出負(fù)載，輸出和輸入可以被斷開。
