近年来,5G通讯和物联网等应用需求对无线通信系统中射频前端电路模块的性能提出了更高的要求。在射频前端电路中,振荡器作为其发射链路和接收链路中提供本振信号的器件,其相位噪声指标直接影响了系统接收信号的速度和准确度。因此,对高性能的振荡器展开研究是现阶段非常有价值的课题。本论文在充分分析振荡器的工作原理和相位噪声模型的前提下,基于介质集成悬置线(Substrate Integrated Suspended Line,SISL)平台,充分利用其低损耗,可多层走线,高集成度和自封装的优势,对SISL的高Q谐振腔进行了研究和验证,并将其应用于振荡器设计中,实现了高性能的振荡器电路。本论文的主要工作及创新点如下:1)详细介绍了SISL平台的典型结构和其应用到电路中的优势,并首次利用SISL结构中的空气腔体作为谐振器,设计了高Q值SISL单层金属谐振腔(Single Metal Cavity Resonator,SMCR),其测试有载Q值QL可达495。2)在充分利用SISL谐振腔本身具有低辐射损耗优势的基础上,从降低介质损耗和导体损耗的角度,结合SISL的多层板,且可双层走线的结构特点,对SISL谐振腔的Q值提升技术展开了理论分析。设计了部分介质切除的SISL SMCR和部分介质切除的SISL双层金属谐振腔(Double Metal Cavity Resonator,DMCR)。测试结果表明,上述两种谐振腔的QL分别为639和792。相比SISL SMCR,谐振腔的QL得到了显著提升。3)将SISL SMCR作为选频网络应用于采用串联反馈拓扑的振荡器电路中,实现了一款基于SISL谐振腔的低相噪振荡器。测试结果显示该SISL振荡器的振荡频率为12 GHz,偏离载波1 MHz处的相位噪声为-128.91d Bc/Hz,并且实现了4.9d Bm的基波输出功率。该SISL振荡器具有低相位噪声,低成本,高集成度和自封装的优点。作为对比验证,将部分介质切除的SISL SMCR和部分介质切除的SISL DMCR同样应用到振荡器电路中,测试结果显示,基于上述两种谐振腔的振荡器在1MHz频偏处的相位噪声分别-131.41d Bc/Hz和-133.91d Bc/Hz。通过提升谐振腔的Q值,使振荡器的相位噪声得到了显著改善。4)通过在SISL谐振腔内部耦合变容二极管,设计了具有调谐功能的谐振腔,当调谐电压从0V变化至20V时,SISL谐振腔的谐振频率从10.75GHz变化至11.74GHz,可应用于宽调谐压控振荡器电路中。