频率合成器是现代通信系统与电子测试系统的关键组成部分,为系统提供稳定可靠的多个本振信号与激励信号,其性能的好坏往往会直接影响整个系统。随着无线通信的发展,人们对频率合成器提出了更高的输出频率、更宽的频带范围、以及更小的体积功耗等一系列要求。这极大的促进了频率合成技术的发展。本文基于锁相环的基本原理,在对比分析了实现高频宽频带频率合成器的几种可行性方案后,给出了一种双环环内混频的结构形式来实现高频宽频带频率的小型化频率合成的系统功能。该方案采用大步进环路输出与小步进环环内混频的形式,通过合理的器件选择与结构设置,确保了系统相位噪声与杂散抑制指标。该方案利用大步进环的环路锁定电压供给小步进环,对小步进环的VCO进行电压预置,使小步进环的输出频率在目标频率附近,加速了混频环的环路锁定,也避免了系统的错误锁定。整个设计过程包括系统整体方案设计,各个电路芯片选型,各环路和部件的仿真,PCB板的制作,电路的优化,芯片控制编程以及实物制作与电路的调试。在不断的调试后,得到测试结果表明,系统在整个8GHz到16GHz的宽频带内可实现1MHz频率步进的输出,杂散抑制高于70dBc,相位噪声在5.9895GHz的10kHz频偏处为-98.94dBc/Hz,倍频后在11.9790GHz的10k Hz频偏处为-92.26dBc/Hz,满足系统指标。