在现代雷达和通信系统中，一个高质量的频率源是保证系统性能指标的关键。而在目前常用的频率源如锁相环(PLL)频率合成器中，压控振荡器(VCO)是其核心部件。波导耦合器则是微波毫米波系统的常用部件。本文主要针对应用于锁相环的C波段和X波段VCO及应用于毫米波系统的波导耦合器这两个部件的设计和工程实现进行了深入研究。主要研究进展包括以下三个方面。　　 1.首先结合负阻振荡器的工作原理，讨论了压控振荡器的小信号S参数和大信号分析设计方法，并对如何展宽频带和降低相位噪声做了理论分析。其次，利用前面总结的设计方法，采用低相位噪声HEMT管作为有源器件，分别设计了共源反馈结构的C波段压控振荡器电路和共栅反馈结构的X波段压控振荡器电路。考虑分布参数的影响，建立了变容管和集中电容的准确电路模型，为提高设计精度提供了保障。　　 对C波段VCO实验样品进行了调试和性能测试，实测结果为：可调谐工作频率范围为5.7～6.8GHz，调谐带宽1.1GHz（相对带宽17.7％），输出功率2～10dBm，在偏离载频1MHz处的相位噪声为-103.4dBc/Hz。　　 X波段压控振荡器分别采用了两种不同的谐振结构，其中采用变容管端接开路微带线谐振结构的VCO实测工作频率为9.13-10.19GHz，调谐带宽1.06GHz，在整个工作频带内输出功率均大于8.5dBm，功率平坦度为±1dB。采用变容管端接地电容谐振结构的VCO实测工作频率7.67～10.06GHz，调谐带宽2.4GHz（相对带宽27.3％），输出功率2.4～8.3dBm，在偏离载频1MHz处测量得到的相位噪声为-110.3dBc/Hz。　　 另外，本文还设计了工作中心频率为12GHz的VCO，当调谐电压在O～13V范围内变化时，VCO实测工作频率11.48～12.8GHz，调谐带宽1.3GHz，输出功率0～7.4dBm。　　 2.采用全波长环形谐振器作为谐振单元设计了一种具有谐波提取功能的新型振荡器。该振荡器利用环形谐振器的正交双模特性，使基波在输出端反相抵消，二次谐波同相叠加，从而实现振荡加倍频的功能。实测得到的二次谐波工作频率14.36GHz，输出功率为3.15dBm，对基波和三次谐波的抑制均大于18dB。　　 3.利用全波电磁仿真软件HFSS，优化设计了Ka、V、E和F四个波段的波导耦合器，对传统的T型结耦合器的耦合孔结构进行了改进，使其在毫米波段易于工程实现。加工制作了实验样品，并进行了测试，实测结果与仿真结果一致性较好。