频率合成器是现代电子系统的重要组成部分,是决定电子通讯系统性能的关键部件。随着现代通信技术的发展,系统对频率合成器的精度、频率分辨率、转换时间和频谱纯度等指标提出了越来越高的要求。毫米波由于具有波长较短、频带较宽以及与大气相互作用等特性,已广泛应用于制导、电子对抗、微波通信等领域。本课题即是为了研制低相位噪声毫米波波段频率合成器。频率合成技术关注的是如何得到纯净的频率源,本文首先介绍了频率合成器的主要结构,包括间接频率合成(即锁相环合成技术)、直接数字合成(Direct Digital Synthesis, DDS)以及混合式结构。从相位噪声和杂散的角度分析了这些频率合成方案的优缺点。论文针对频率合成器的主要部件,如锁相环(Phase Locked Loop, PLL)、混频器、分频器和倍频器,推导出相位噪声模型并分析了这些器件产生杂散的主要原因。然后结合以上的分析,给出了频率综合系统设计的流程,为频率合成器系统级设计奠定基础。在以上分析的基础之上,根据项目要求,提出了采用锁相环加混频结构实现微波低相位噪声频率合成器的设计方案。实验结果表明,频率合成器的指标达到了设计要求。频率合成器频率步进为10MHz,相位噪声达到-85dBc/Hz@1kHz,相关杂散优于-60dBc。