毫米波振荡器是毫米波系统的“心脏”，是雷达、通信、电子对抗和测试等毫米波系统广泛应用的关键部件。随着毫米波技术的发展和实际工程的需要，人们对毫米波振荡器的稳定性、相位噪声、输出功率和直流到射频的转换效率等方面提出了更高的要求。 传统上，固态毫米波振荡器是由二端器件如体效应二极管和雪崩二极管实现的。随着三端器件的发展，相对于毫米波二端器件振荡器而言，毫米波三端器件振荡器具有工作频带宽、效率高、工作稳定和集成度好等优点，特别是用PHEMT和HBT器件制作的振荡器，具有更低的噪声，更大的动态范围，更好的集成度，可以工作在更高的频段，所以固态器件毫米波振荡器已逐步向三端器件振荡器发展。 本文对Ka频段三端器件压控振荡器进行了研究，采用微带混合集成电路结构形式，选用低噪声PHEMT作为压控振荡器的有源器件。提出了PHEMT的大、小信号模型，采用Levenberg-Marquart法提取了模型参数；分析了变容二极管的等效电路模型，考虑了微带的不连续性、键合引线、通道孔对电路的影响。根据具体的电性能指标，确定了共源极的电路拓扑结构和直流偏置条件。首先利用有源器件在该偏置条件下小信号S参数对振荡器电路进行了线性分析，初步确定了电路可变参数的数值和变容二极管的调谐位置；然后利用PHEMT器件的大信号等效电路模型，结合谐波平衡算法和数字器件线测量法，有效地预测了振荡器的输出功率，并对整个电路的性能作了进一步的优化。 测试结果表明：在Ka频段范围内，电调谐宽度大于300MHz，输出功率大于5.5dBm，调谐线性度优于4.2％。最后论文对一些实验现象进行了分析、说明。