1、振蕩器是通信與雷達系統(tǒng)的關鍵部件。隨著新興無線通信與毫米波雷達的快速發(fā)展，對振蕩器的性能提出了越來越高的要求——更低的相位噪聲、更高的輸出頻率和更大的輸出功率。因此對高性能振蕩器進行研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文重點研究了一些高性能振蕩器的設計和應用，包括：推-推介質振蕩器，基片集成波導Gunn壓控振蕩器，W波段連續(xù)波振蕩器和W波段脈沖振蕩器。本文的主要工作包括如下幾個方面：
　?。?）提出了一種新的鎖相推-推介質振蕩器電路。該電路

2、采用基波鎖相的方式實現(xiàn)推-推介質振蕩器的鎖定，并采用反相 Wilkinson功分器合成單元振蕩器的基波，實現(xiàn)雙頻段高穩(wěn)定輸出。為驗證該構想，在Ku波段設計實現(xiàn)了原型電路，并獲得了良好的相位噪聲性能和雜波抑制度。除基波鎖相外，本文還研究了基波注入鎖定在推-推介質振蕩器中的應用，分析了同相、反相兩種注入鎖定模式對鎖定帶寬和基波抑制度的影響，明確指出了反相注入鎖定模式具有較寬的鎖定帶寬和基波抑制度。
　?。?）基于電磁仿真工具和負阻振蕩

3、理論，詳細研究了 Ka波段基片集成波導Gunn壓控振蕩器的設計，并在低成本的介質基片上實現(xiàn)了該振蕩器，測試結果顯示該振蕩器具有可供工程實用的調諧帶寬、輸出功率和相位噪聲性能。據筆者所知，這是第一只Ka波段基片集成波導Gunn壓控振蕩器。
　　（3）針對 W波段成像系統(tǒng)對低噪聲、高穩(wěn)定陣列本振源的迫切需求，本文采用注入鎖定Gunn振蕩器實現(xiàn)了W波段低噪聲四路輸出本振源。與傳統(tǒng)上采用IMPATT放大器的設計相比，該方案具有更低的調幅噪

4、聲。隨后，針對W波段注入鎖定Gunn振蕩器鎖定帶寬較窄的缺點，提出了W波段二次亞諧波注入鎖定鎖相環(huán)電路，實驗結果表明，在0.1 mW的U波段注入功率下采用該電路可將W波段Gunn振蕩器的鎖定帶寬由不足20 MHz拓展到1 GHz以上。
　?。?）首先分析了單級注入鎖定脈沖放大鏈輸出脈沖的相參性，給出了多級注入鎖定相參脈沖放大鏈應遵循的時序方案。接著分析了注入鎖定放大鏈的功率合成效應，并基于以上分析設計實現(xiàn)了W波段大功率相參脈沖發(fā)射

5、機。該機采用大功率IMPATT脈沖振蕩器作為功率輸出級，在94.2 GHz±0.16 GHz頻帶內峰值輸出功率大于20 W，且在94.2 GHz時有最大峰值輸出功率22 W，鎖定帶寬600 MHz。同時，在注入鎖定和偏置脈沖補償電路的作用下，輸出脈沖的脈內調頻噪聲得到極大的抑制，提高了輸出脈沖的相參性。
　　（5）為進一步提高輸出功率，本文提出了一種新穎的 W波段脈沖功率合成器。該功率合成器以注入鎖定相參脈沖放大鏈為基本功率單元，