无人机、智能机器人近年来广泛应用于通信、定位、探测等微型化多感知应用场景,这对多感知应用场景下多项数据传输的兼容融合性提出了更严苛的要求,因此建立数字化可重构射频毫米波芯片与多感知融合设计方法体系对此具有重要意义。压控振荡器（VCO,Voltage-Controlled Oscillator）,作为射频毫米波收发芯片的关键模块之一,其相位噪声性能直接影响频率综合器环路带宽外的噪声性能。同时基于RF CMOS工艺的射频收发机在低功耗、高兼容性和低成本方面具有突出优势,因此采用RF CMOS工艺研究设计高性能的压控振荡器具有重要意义。本文采用22nm RF CMOS工艺,设计应用于数字化可重构射频收发芯片的9.6～10.5GHz压控振荡器。该VCO采用F类的谐波振荡器结构,谐振腔谐振在基波和三次谐波处,使其输出波形近似为方波,从而优化了脉冲敏感函数（ISF,Impulse Sensitivity Function）,进而降低相位噪声;采用两组等比例变化的电容分别接在变压器初次级线圈两端并同时对频率进行调谐,以保证三次谐波频率点位置稳定;采用二进制开关电容阵列粗调和可变电容细调相结合的方式以扩展VCO的调谐范围;采用两级自偏置的反相器作为输出缓冲器,在消耗较低功耗的情况下完成了对负载的隔离。本文完成了电路设计、前仿真、版图设计和路场混合仿真。路场混合仿真结果表明,在室温27℃、TT工艺角及1V的电源电压下,该F类振荡器工作频率为9.53～12.25GHz,压控增益小于180MHz/V,相位噪声小于-94.6d Bc/Hz@100k Hz和小于-119.3d Bc/Hz@1MHz,核心电路工作电流为16m A。本文设计的F类压控振荡器各项性能指标良好,可以应用于数字化可重构射频收发芯片中。