Afhankelijk van de betrokken materialen vallen circulatoren in twee hoofdcategorieën uiteen: ferrietcirculatoren en niet-ferrietcirculatoren.
FerrietEdit
Ferrietcirculatoren zijn radiofrequentiecirculatoren die zijn samengesteld uit gemagnetiseerde ferrietmaterialen. Zij vallen in twee hoofdklassen uiteen: 4-poorts golfgeleider-circulatoren op basis van Faraday-rotatie van golven die zich voortplanten in een gemagnetiseerd materiaal, en 3-poorts “Y-junction” circulatoren op basis van annulering van golven die zich voortplanten over twee verschillende paden in de buurt van een gemagnetiseerd materiaal. Golfgeleider-circulatoren kunnen van elk type zijn, terwijl compactere apparaten op basis van striplijn van het 3-poorts type zijn. Twee of meer Y-verbindingen kunnen in één enkele component worden gecombineerd om vier of meer poorten te geven, maar deze verschillen in gedrag van een echte circulator met 4 poorten. Een permanente magneet produceert de magnetische flux door de golfgeleider. Ferrimagnetisch granaatkristal wordt gebruikt in optische circulators.
Hoewel ferriet circulators goede “voorwaartse” signaalcirculatie kunnen leveren terwijl ze de “omgekeerde” circulatie sterk onderdrukken, zijn hun belangrijkste tekortkomingen, vooral bij lage frequenties, de omvangrijke afmetingen en de smalle bandbreedtes.
NonferrietEdit
Eerst vroeg werk aan nonferriet circulators omvat actieve circulators die gebruik maken van transistors die niet-reciproque van aard zijn. In tegenstelling tot ferriet-circulatoren die passieve apparaten zijn, hebben actieve circulatoren stroom nodig. Belangrijke problemen in verband met op transistors gebaseerde actieve circulatoren zijn de vermogensbeperking en de signaal-ruisdegradatie, die van kritiek belang zijn wanneer het als duplexer wordt gebruikt om het sterke zendvermogen en de zuivere ontvangst van het signaal van de antenne te ondersteunen.
Varactoren bieden één oplossing. In één studie werd een structuur gebruikt die lijkt op een in de tijd variërende transmissielijn, waarbij de effectieve niet-wederkerigheid wordt opgewekt door een in één richting voortplantende draaggolfpomp. Dit is te vergelijken met een actieve circulator die door wisselstroom wordt gevoed. Het onderzoek beweerde een positieve versterking en lage ruis te kunnen bereiken voor het ontvangstpad en breedbandige niet-wederkerigheid. Een andere studie gebruikte resonantie met niet-wederkerigheid getriggerd door angular-momentum biasing, wat meer de manier nabootst waarop signalen passief circuleren in een ferriet circulator.
In 1964 presenteerde Mohr en demonstreerde experimenteel een circulator gebaseerd op transmissielijnen en schakelaars. In april 2016 heeft een onderzoeksteam dit concept aanzienlijk uitgebreid en een geïntegreerde circuitcirculator gepresenteerd op basis van N-pad filterconcepten. Het biedt de mogelijkheid voor full-duplex communicatie (tegelijkertijd zenden en ontvangen met een enkele gedeelde antenne over een enkele frequentie). Het apparaat maakt gebruik van condensatoren en een klok en is veel kleiner dan conventionele apparaten.