随着现代通信系统的迅速发展,无线设备对功能性及便携性的要求不断提升,这对无线通信设备的小型化、多功能、高效率、低成本等提出了更高要求,也使可重构多功能或多服务应用成为研究热点之一。对于这样的多功能收发系统来说,需要多个稳定的载波。一般而言,通过多个锁相环来稳定多个载波,其中每个锁相环对应一个载波,这样,使得电路结构较复杂、功耗高、系统集成体积大、成本较高。针对这些复杂的无线应用,研制出能同时工作在两个甚至多个频段的多功能元部件,能在很大程度上缩减微波电路的面积和成本。注入锁定振荡器具有平面布局易于集成、对外界干扰敏感度较低、直流功耗较小、工作频率较高以及相位噪声小等优点,因此,在现代通信系统的小型化、轻型化、低成本、高性能等要求下,注入锁定振荡器具有重要的潜在应用价值。本文通过深入研究注入锁定技术的工作机理与工作特点,探索注入锁定技术在多频振荡器中的应用。本论文的主要研究内容为:(1)从注入锁定技术出发,对注入锁定产生的机理、影响锁定的因素、锁定过程等进行了深入研究。基于注入锁定振荡器的反馈型模型进行了理论分析并推导出适用于基波、次谐波、超谐波和混合谐波注入锁定情况下的通用锁定方程。(2)在注入锁定振荡器的研究中,经过分析,基于注入锁定技术与振荡器的基本理论,建立了锁定过程的数学模型。并进一步结合信号模拟频谱分析等知识对注入锁定过程进行了仿真,进一步探讨了影响锁定过程的因素。仿真结果与实测结果具有较好一致性,为注入锁定振荡器的研究、分析和设计提供了参考。(3)通过对非线性作用下的谐波特性进行分析,研究了有源器件的谐波控制机制,并通过实验进行了验证,为双频振荡器的设计提供了参考。(4)提出了一种双频振荡器实现方案,基于注入锁定技术令两个单频振荡器之间产生频率牵引,结合外部单频锁相环实现两个单频振荡器的同时锁定,最终输出所需双频信号,从而实现双频振荡。该设计降低了模块复杂度、简化了系统结构,方法简单,同时易于控制调节。与现有研究相比,本文首次对锁定过程进行了仿真分析,弥补了现有仿真软件无法进行注入锁定分析的缺陷,并探索了注入锁定在多频振荡器中的应用,为多频/多模/多功能系统的本振设计提供了参考。