微波锁相频率源作为本地振荡器广泛应用于雷达、卫星等电子系统中,并作为核心部件直接影响到整个系统的性能指标。介质锁相频率源由于其优异的噪声性能和较高的频率稳定度,在点频本振源的应用中具有独特的优势。因此,对介质锁相源的研究具有重要而基础的意义。本文详细分析了几种不同情况下介质谐振器与微带线之间的耦合方式及其外部特性,介绍了介质稳频振荡器的工作原理,以及影响振荡器噪声的各种因素。在理论分析的基础上,选择了并联反馈型介质振荡器,采用了二级放大的电路结构,提高了有源网络的增益,降低了介质谐振器与微带线的耦合度,从而在提高了输出功率的同时,改善了输出频点的相位噪声。本文使用多种电磁场仿真软件进行联合仿真,设计实现了并联反馈式电调谐介质振荡器,总结出一套简便可行的设计方法。测试结果表明,该振荡器输出功率达到12dBm,相噪达到了-84dBc/Hz@10kHz,电调谐范围超过20MHz,满足了工程实践的要求。为了将锁相介质振荡器推广至更高频段,本文设计制作了工作于17.4GHz的推-推式介质振荡器,并首次提出了在推-推式振荡器中使用宽频带威尔金森功率合成器的方法,提高了两路振荡器之间的隔离度,达到了较好的基波抑制效果。实测结果表明,该推-推式振荡器基波和三次谐波抑制度分别达到了15dBc和23dBc,达到了预期的设计效果。相关研究成果发表在国外SCI源期刊上。在此基础上,本文详细讨论了锁相环路的设计与调试的过程,并组建实现了一个X波段点频锁相频率源。该锁相频率源的输出功率为11dBm,相噪达到了-85dBc/Hz@1kHz,-91dBc/Hz@10kHz。实测结果表明,该频率源达到了预期的设计目标,说明本文的理论分析是正确的,设计方案是可行的。