随着毫米波技术的发展，不仅可以解决当前困扰人们的频谱资源拥挤的问题，而且也为我们开拓更高频段的频谱资源提供了理论和技术上的支持。人们对毫米波频段开发的深入，毫米波固态振荡器作为毫米波通信和雷达的频率源，频率稳定度是一个重要指标。 本文对毫米波振荡器及其高Q稳频腔进行了设计和优化，同时又对毫米波功率合成器进行了优化设计。在对高Q稳频腔作优化设计的时候，分别对反射式，带阻式和频带反射式优化仿真设计，采用TE<,011>模式的圆柱谐振腔作为稳频腔。可以看出加稳频腔后，振荡器的稳定度有了很大提高。同时利用有限元程序对优化好的结构进行仿真计算，对数据进行结果比较。 文中介绍了遗传算法的基本原理，编写遗传算法优化程序，利用MATLAB、HFSS和遗传算法(GA)相结合进行优化设计，设计了毫米波功率合成器。在E面分支耦合器优化设计中，对于同一种结构，分别优化设计出耦合度为3dB和5dB的分支耦合器。功率合成器利用相位关系实现信号的相加和相减。利用遗传算法对波导侧窗功率合成器(耦合器)进行优化设计，波导侧窗功率合成器(耦合器)因具有耦合强，耐击穿、体积小和加工方便等优点。文中对波导侧窗功率合成器进行改进，设计出改进型波导侧窗功率合成器，便于相位的控制。把优化设计的波导侧窗耦合器的结构运用衬底集成矩形波导来设计，计算结果也非常好。最后设计了180°混合结功率合成器。