在雷达和通信系统高速发展的趋势下,对低相位噪声、低功耗、低花费、小型化和可集成的源的要求越来越高。相位噪声在很大程度上决定着系统间信息交互的质量,所以低相位噪声的振荡器的研究仍具有非常重要的现实意义。本文基于基片集成波导技术(Substrate Integrated Waveguide,SIW)重点研究了三类微波低相位噪声振荡器:串联式振荡器、并联式振荡器、加载有源谐振器的振荡器。(1)为了研究串联式振荡器的性能,基于SIW腔体谐振器的Ku波段低相位噪声振荡器被设计。本实验提出采用SIW腔体谐振器的高次模的谐振频率作为振荡器的输出,腔体谐振器的模式越高,它的无载Q值越也就高,但相比于采用相同频率基模谐振器的振荡器,随着模式的增加,相应地尺寸也会增加,基于这个悖论,采用SIW腔体的对角TE102模式。为了进一步改善谐振器的选频性能,在对角TE102模式的电场的边缘,开一个L型的槽,在极大程度上改善了谐振器的性能。采用负阻式的电路结构作为补偿谐振器的损耗的有源放大单元,Ku波段串联式振荡器实现了稳定的振荡。该振荡器的振荡频率为15.55 GHz,输出功率为-0.23 dBm,输出相位噪声为-100.76 dBc/Hz@100kHz,-130.43 dBc/Hz@1MHz。(2)为了研究并联式振荡器的性能,基于QMSIW(Quarter Mode SIW)准椭圆滤波器的C波段低相位噪声振荡器和基于混合腔体的谐振器的X波段低相位噪声振荡器分别被实现。X波段混合腔体谐振器利用矩形SIW作为过渡结构来精确控制输入输出的耦合强度,可以实现插入损耗和有载Q值间的最优取值。混合腔体改善了CPW(Coplanar Waveguide)作为过渡电路造成的耦合强度对于加工精度十分敏感的难题。该振荡器最终的自由振荡频率为9.5 GHz,输出功率为1.67 dBm,输出相位噪声为-112.84 dBc/Hz@100kHz。QMSIW被采用在C波段准椭圆滤波器的设计过程中,减小了谐振器80%的尺寸。在QMSIW谐振腔体间,利用T型槽精确地控制混合耦合的强弱。通过源-负载的耦合和QMSIW谐振腔间混合耦合的两条传输路径实现了两个传输零点。提高了滤波器的有载Q值。该振荡器的输出频率为6.96 GHz,输出功率为4.96 dBm,输出相位噪声为-112.89 dBc/Hz@100kHz。(3)为了研究有源谐振器的振荡器的性能,利用QMSIW准椭圆滤波器的基本结构,在此基础上设计单端口负阻电路作为有源补偿单元,来解决平面谐振器的有载Q值和插入损耗无法同时提升的矛盾。在补偿电路的耦合位置和强度必须得到严格的控制,耦合位置的选取要尽可能的保证不影响到谐振器原有的性能。耦合强度的必须是弱耦合以保证负阻电路不产生自激振荡。该振荡器的自由振荡频率为7 GHz,输出功率为4.3 dBm,测得相位噪声为-133.06 dBc/Hz@1MHz。