毫米波频率源是毫米波雷达系统和通信系统的“心脏”,作为毫米波频率源的核心部件——毫米波压控振荡器(VCO),它的功率、相噪和调谐特性关乎着整个系统的性能,研究高质量的毫米波压控振荡器显得尤为重要。本文是探索新频段下毫米波混合集成VCO的设计方法,采用新型导波结构基片集成波导(SIW)来设计毫米波电路的谐振器,尝试采用变容管并联调谐的结构来实现电调谐功能的可行性。文中首先介绍了毫米波振荡器的基本理论以及毫米波VCO关键器件的理论和功能,接着对基片集成波导的结构和特点作了简要的分析,并设计了基波频段(Ka波段)的SIW谐振器。在此基础上,提出整个E波段毫米波混合集成VCO的方案：采用SIW谐振器作为谐振回路,利用并联结构的变容管进行电调谐。为此,设计了一种新颖的微带定向耦合器,耦合部分基波信号的能量用于变容管的调谐。该毫米波VCO输出端口采用微带到波导的E面探针进行过渡,该结构对基波信号进行抑制,使其反射回谐振回路,以便再次振荡回收利用；对谐波信号无抑制的输出。该方案利用变容管对基波信号进行调谐,输出二次谐波信号(E波段),最终完成了对E波段毫米波混合集成VCO的设计。测试结果表明,该电路可以实现基波信号和谐波信号的两路输出,基波信号的频率在37.5GHz附近,输出功率为-30dBm；谐波信号的频率在75GHz附近,输出功率0.5mW左右,相位噪声为-81dBc/Hz@1MHz。两路信号的输出功率较低,变容管没能有效的实现电调谐的功能,有待进一步地研究。