伴随着卫星通信、移动通信、雷达导航等现代无线通信系统的迅猛发展和广为应用,高精度频率源信号的应用研究受到大家越来越多的重视,探索优化相位噪声的技术途径己经成为一个非常有意义的课题。随着新兴的具有超低损耗的介质谐振材料被广为应用,各种各样的高Q值介质谐振器被广泛应用于微波振荡器的设计制造中。与传统的振荡器相比,基于高Q值介质谐振器的振荡器具有更低的相位噪声和更高的频率稳定度。本文的主要工作为:1,提出了一种基于新型超低损耗介质材料的高Q值可调谐圆柱腔体介质谐振器结构,运用电磁计算开波导法得到TE011主模的谐振频率和Q值解析公式,通过Ansoft HFSS软件仿真分析谐振器的各个参数对TE011主模和次模HE111混合模谐振频率的影响,设计和优化了谐振器的激励耦合结构,加工并测试了此高Q值可调谐圆柱腔体介质谐振器,通过调节谐振器顶部调谐旋钮可以实现TE011主模谐振频率的微调和改变TE011主模与次模HE111混合模的谐振频率间距;2,根据以上提出的高Q值介质谐振器的TE011主模的谐振频率,设计了工作在频率3.9GHz附近的一级、两级和三级低噪声放大器,测试结果表明放大器的参数指标和性能满足设计需求;设计了一个中心频率为3.85GHz,测试和仿真的3d B带宽约为150M的四阶带通滤波器,很好地实现了对高Q值介质谐振器的次模HE111混合模的抑制作用,减小了测试和调谐过程中次模HE111混合模对TE011主模的干扰,增加了系统的稳定性;3,构建了二个基于高Q值可调谐圆柱腔体介质谐振器的低相位噪声振荡器系统,系统采用串联正反馈闭环环路形式,包含高Q值可调谐介质谐振器、低噪声放大器、带通滤波器、机械可调移相器、10dB定向耦合器,测试结果表明该设计的可调谐串联正反馈振荡器系统实现了很低的相位噪声水平。