A seconda dei materiali coinvolti, i circolatori rientrano in due categorie principali: circolatori in ferrite e circolatori non in ferrite.
FerriteEdit
I circolatori in ferrite sono circolatori a radiofrequenza che sono composti da materiali in ferrite magnetizzati. Si dividono in due classi principali: Circolatori a guida d’onda a 4 porte basati sulla rotazione di Faraday delle onde che si propagano in un materiale magnetizzato, e circolatori a 3 porte “Y-junction” basati sulla cancellazione delle onde che si propagano su due percorsi diversi vicino a un materiale magnetizzato. I circolatori a guida d’onda possono essere di entrambi i tipi, mentre i dispositivi più compatti basati su stripline sono del tipo a 3 porte. Due o più giunzioni a Y possono essere combinate in un singolo componente per ottenere quattro o più porte, ma queste differiscono nel comportamento da un vero circolatore a 4 porte. Un magnete permanente produce il flusso magnetico attraverso la guida d’onda. Il cristallo di granato ferrimagnetico è usato nei circolatori ottici.
Anche se i circolatori in ferrite possono fornire una buona circolazione del segnale “in avanti” sopprimendo notevolmente la circolazione “inversa”, i loro maggiori difetti, specialmente alle basse frequenze, sono le dimensioni ingombranti e le larghezze di banda ristrette.
NonferriteEdit
I primi lavori sui circolatori non in ferrite includono circolatori attivi che usano transistor che sono di natura non reciproca. In contrasto con i circolatori in ferrite che sono dispositivi passivi, i circolatori attivi richiedono potenza. I problemi principali associati ai circolatori attivi basati su transistor sono la limitazione della potenza e la degradazione del segnale-rumore, che sono critici quando viene utilizzato come duplexer per sostenere la forte potenza di trasmissione e la ricezione pulita del segnale dall’antenna.
I varattori offrono una soluzione. Uno studio ha impiegato una struttura simile a una linea di trasmissione variabile nel tempo con l’effettiva non reciprocità innescata da una pompa portante che si propaga in una sola direzione. Questo è come un circolatore attivo alimentato a corrente alternata. La ricerca ha affermato di essere in grado di ottenere un guadagno positivo e un basso rumore per il percorso di ricezione e la nonreciprocità a banda larga. Un altro studio ha utilizzato la risonanza con non reciprocità innescata dalla polarizzazione del momento angolare, che imita più da vicino il modo in cui i segnali circolano passivamente in un circolatore di ferrite.
Nel 1964, Mohr ha presentato e dimostrato sperimentalmente un circolatore basato su linee di trasmissione e interruttori. Nell’aprile 2016 un team di ricerca ha esteso significativamente questo concetto, presentando un circolatore a circuito integrato basato su concetti di filtro a percorso N. Esso offre il potenziale per la comunicazione full-duplex (trasmettere e ricevere allo stesso tempo con una singola antenna condivisa su una singola frequenza). Il dispositivo utilizza condensatori e un orologio ed è molto più piccolo dei dispositivi convenzionali.