在整个无线射频系统中,微波铁氧体环行器/隔离器具有非常重要的作用。利用其单向传输特性,微波铁氧体环行器/隔离器很好地解决了雷达、功率放大器的级间隔离、阻抗匹配以及天线共用等一系列实际问题。然而由于微波铁氧体材料自身的限制,特别是那些对失真非常敏感的系统,高功率下的微波铁氧体器件自身的非线性效应是不能忽略的。因此,对于铁氧体器件来说,高功率条件下的非线性化研究及其改善是一个非常重要的问题。首先,本文对铁氧体环行器工作原理进行了研究,在此基础上分析了铁氧体材料的旋磁特性、进动方程和铁氧体旋磁材料各个参数的影响。对微波铁氧体的非线性现象进行了详细的分析,讨论了影响门限功率的各种因素,提出了一些相应的改进措施。其次,将非线性的改进措施和相应的双Y结设计理论相结合,确定了低场工作的设计思路。使用Matlab和HFSS工具对双Y结的结构参数和磁参数进行计算,研究了这些因素对最终性能的影响,为低场双Y结的实物制作提供了较为准确的数据,极大地提高双Y结铁氧体环行器/隔离器的设计效率。最后,根据HFSS计算的各种结构参数和磁参数制作了一个1.91-2.11 GHz的隔离器,使用安捷伦E5071C对样品S参数进行测试,并根据测试结果不断地对内导体的结构参数进行修改,修正CAD参数,使其频带内的S参数基本上满足要求,其最后测试结果基本符合HFSS的计算结果。搭建了相应的非线性测试平台,与传统的高场工作器件相比,双音测试的IMD3约改善了3dB左右,证明了低场器件在线性度方面具有一定的优势。