压控振荡器（VCO）是电子设备中的关键部件。本文主要任务是改善原有3mm压控谐波振荡器的频率温度稳定度，使其满足系统对3mm振荡源越来越高的要求。本文从波导电路的等效电路出发，综合出3mm VCO基波工作时只考虑TE10模的等效电路，依据此编制程序完成了振荡器电路的分析优化，得出了电路中各个参数对振荡器频率温度稳定度性能的影响。依据分析结果，在振荡器的副腔中引入电抗对电路进行补偿，实验证明这对振荡器的工作性能提高起到了很好的效果。采用本文方法加工了两组四个振荡器，其输出中心频率为93GHz～94.5GHz，输出功率大于10mW，带宽可以达到700MHz（电调电压0V～9.3V），并且在400MHz的带宽内线性度为1.33％。在-40~+55℃范围内，一组（两个）工作频率在94.5GHz的VCO频率温度稳定度为-0.46 MHz/℃和-0.43MHz/℃，另一组（两个）工作频率在93GHz的VCO频率温度稳定度为-0.46 MHz/℃和+0.4MHz/℃。其频率温度稳定度指标比国外同类产品提高1个数量级。