近年来,5G通信的兴起推动了新一轮的技术热潮,并且随着低频段频谱的日益拥挤,5G通信的高频段以及宽频带的优势变得更加明显。5G通信的成功应用将给世界带来巨大的改变,万物互联将变成可能,智慧城市也将变成现实。在5G通信的实现过程中,射频收发模块将在其中起着重要的作用。锁相环作为射频收发机中的重要模块,其性能的好坏对整个射频收发机有着很大的影响。同时,锁相环本身也是一个子系统,压控振荡器(voltage-controlled oscillator,VCO)和注入锁定分频器(injection-locked frequency divider,ILFD)是其中的重要组成模块,对锁相环的性能起着重要的影响。在5G通信的射频收发机中,高频段、宽带宽、低相噪等的要求更加突出,同时这也变成了当今5G通信中的研究热点。本文针对上述热点问题,系统地学习了压控振荡器和注入锁定分频器的原理和设计方法。调研了国内外压控振荡器和注入锁定分频器的研究热点等相关问题。最终,基于CMOS工艺,设计了压控振荡器和注入锁定分频器。本文首先根据5G通信射频收发模块的研究热点,设计了一款压控振荡器。由于5G通信系统覆盖多个频段,因此本次设计的压控振荡器希望能够覆盖其中的28GHz、37GHz和39GHz频段。但设计一个超宽带的VCO,不仅设计难度较大,同时会有28GHz和37GHz之间的频率不需要使用。因此本文是设计一个双频段的压控振荡器,分别覆盖28GHz,以及37GHz和39GHz。本次设计采用双谐振电路结构,一个电路谐振在28GHz频段附近,另一个电路谐振在37GHz和39GHz频段附近,由尾电流源的导通与关断来控制某一个谐振电路工作。同时,两个谐振电路中的电感部分采用变压器进行耦合。为了扩展带宽,本次设计的压控振荡器采用了开关电容和开关耦合电感的技术。接着为配合上述压控振荡器的系统集成,本文设计了新型的双频段注入锁定分频器,对28GHz频段的信号进行二分频,对39GHz频段的信号进行三分频。分频后的信号都会落在大致相同的频率范围,缓解了后级分频器的分频带宽压力,降低了后级分频器的设计难度。为了扩展带宽,本次设计的注入锁定分频器采用了开关电容和开关耦合电感的技术。