频率合成器是电子系统的心脏,是决定电子系统性能的关键设备。随着现代电子技术的飞速发展,移动通信、雷达、武器制导、电子对抗以及电子测量仪器等系统都对频率合成器的性能提出了越来越高的要求,世界各国都非常重视频率合成器的研制与应用。相位噪声低、杂散抑制好、频率分辨率高、跳频速度快、工作频带宽的频率合成器已经成为各国研究的热点。本文正是基于此原因对X波段的频率合成器作了相应的分析和研究。本文首先对频率合成器的发展历史、发展趋势和分类情况进行了简单叙述,其次介绍了锁相频率合成技术和直接数字频率合成技术的基本原理以及两种技术各自的优缺点,并对两种频率合成技术的组合方案进行了分析,最后提出了采用双锁相环内插混频的办法来实现X波段频率合成器的方案,并详细介绍了本课题的设计方法、系统工作原理、调试步骤、测试结果和经验总结。本课题采用DDS激励锁相环作为系统的可变本振模块,经过锁相后输出700～1200MHz的本振信号,该方法将DDS超高的频率分辨率、极高的频率准确度、极快的跳频速度和容易实现程控等优点与锁相环良好的窄带跟踪滤波特性相结合,实现了两种技术的优势互补。本振信号经过放大滤波处理后与主锁相环进行内插混频,最终控制主锁相环输出8～12GHz扫频信号。本文详细阐述了方案中各模块的功能、各部分指标的分配、器件的选取原则和系统电磁兼容性能的设计等内容,重点介绍了单片机与DDS芯片之间的硬件接口电路的设计和并行工作状态下的程序控制流程、锁相环路和各种滤波电路的设计和调试方法以及解决错锁问题的办法,最终通过实验分别得到了整个双锁相环内插混频系统输出信号的近端和远端杂散抑制、相位噪声以及锁相时间的测试曲线,测试结果表明整个双锁相环系统在8～12GHz范围内相位噪声优于-67.9dBc/Hz@10kHz,锁相时间为32μs,由测试结果还发现在X波段内某些频点的杂散较大,杂散抑制度离系统指标还有一定的差距,文中对此问题进行了分析,并给出了相应的解决办法。