Zależnie od zastosowanych materiałów, cyrkulatory dzielą się na dwie główne kategorie: cyrkulatory ferrytowe i nieferrytowe.
Cyrkulatory ferrytoweEdit
Cyrkulatory ferrytowe to cyrkulatory częstotliwości radiowej, które składają się z namagnesowanych materiałów ferrytowych. Dzielą się one na dwie główne klasy: 4-portowe cyrkulatory falowodowe oparte na rotacji Faradaya fal propagujących się w namagnesowanym materiale, oraz 3-portowe cyrkulatory „Y-junction” oparte na anulowaniu fal propagujących się na dwóch różnych ścieżkach w pobliżu namagnesowanego materiału. Cyrkulatory falowodowe mogą być obu typów, podczas gdy bardziej kompaktowe urządzenia oparte na linii paskowej są typu 3-portowego. Dwa lub więcej rozgałęzień Y można połączyć w jednym elemencie, uzyskując cztery lub więcej portów, ale różnią się one zachowaniem od prawdziwego cyrkulatora 4-portowego. Magnes stały wytwarza strumień magnetyczny przechodzący przez falowód. Ferrimagnetyczny kryształ granatu jest używany w cyrkulatorach optycznych.
Chociaż cyrkulatory ferrytowe mogą zapewnić dobrą cyrkulację sygnału „do przodu” przy jednoczesnym znacznym tłumieniu cyrkulacji „wstecznej”, ich głównymi wadami, zwłaszcza przy niskich częstotliwościach, są nieporęczne rozmiary i wąskie pasma przenoszenia.
Cyrkulatory nieferrytoweEdit
Wczesne prace nad cyrkulatorami nieferrytowymi obejmują aktywne cyrkulatory wykorzystujące tranzystory, które są z natury nierekurencyjne. W przeciwieństwie do cyrkulatorów ferrytowych, które są urządzeniami pasywnymi, cyrkulatory aktywne wymagają zasilania. Główne problemy związane z aktywnymi cyrkulatorami opartymi na tranzystorach to ograniczenie mocy i degradacja sygnału do szumu, które są krytyczne, gdy jest on używany jako duplekser do utrzymania silnej mocy nadawania i czystego odbioru sygnału z anteny.
Varactors oferują jedno rozwiązanie. Jedno z badań wykorzystało strukturę podobną do zmiennej w czasie linii transmisyjnej z efektywną niereciprocencją wywołaną przez jednokierunkową propagującą pompę nośną. Jest to coś w rodzaju aktywnego cyrkulatora zasilanego prądem zmiennym. Badania twierdziły, że są w stanie osiągnąć dodatnie wzmocnienie i niskie szumy dla ścieżki odbiorczej oraz szerokopasmową niewzajemność. W innym badaniu wykorzystano rezonans z brakiemreciprocity wyzwalany przez biasing kątowo-momentowy, co bardziej naśladuje sposób, w jaki sygnały pasywnie krążą w cyrkulatorze ferrytowym.
W 1964 roku Mohr przedstawił i eksperymentalnie zademonstrował cyrkulator oparty na liniach transmisyjnych i przełącznikach. W kwietniu 2016 r. zespół badawczy znacznie rozszerzył tę koncepcję, prezentując cyrkulator w układzie scalonym oparty na koncepcji filtrów N-path. Oferuje on potencjał dla komunikacji full-duplex (nadawanie i odbieranie w tym samym czasie za pomocą jednej wspólnej anteny na jednej częstotliwości). Urządzenie wykorzystuje kondensatory oraz zegar i jest znacznie mniejsze od konwencjonalnych urządzeń.