频率合成和锁相技术的发展逐步走向成熟,在雷达、电子测量仪器等领域应用广泛,对频率合成技术的发展提出了更高的要求,要求其带宽更宽、相位噪声和杂散更低、频率步进更小、变频时间更短、频带内的输出功率可控和输出功率波动小等。本文基于锁相频率合成技术、有源倍频技术和开关滤波阵结构研究了一种0.04~6GHz低杂散宽带微波频率源,并研究平衡式有源二倍频器模块实现6~12GHz的频率扩展。本文介绍了频率合成技术的发展现状及基于锁相环频率合成技术和直接数字频率合成技术的发展水平,并介绍了近年来国内外对频率源的研究成果。对系统中采用的锁相环合成技术的基本原理和环路的主要组成部分进行了详细的分析,着重分析了频率源杂散、相位噪声特性,并介绍比较了几种宽带、超宽带频率扩展技术,最后分析了双极晶体管有源倍频各工作状态的倍频机理。提出了一种基于锁相频率合成技术、有源倍频技术和开关滤波阵结构的系统方案,进行了全面的论证、可行性分析;根据系统指标合理选择各子电路的器件,并对各子电路进行设计、仿真、加工并调试,验证各子电路的正确性。将系统各子电路集成,进行合理的PCB版图设计和系统调试,基本实现了系统指标。0.04~6GHz低杂散微波频率源实验结果表明系统在0.04~6GHz内相位噪声优于-87dBc/Hz@10kHz;频率步进为10MHz;大多数频点近端杂散抑制度大于65dB(极少数频点处的近端杂散抑制度大于55dB);谐波杂散抑制度大于50dB;输出功率大于9.6dBm;功率波动为?2.5dB;可调输出功率调谐范围为10dB。作为频率扩展电路,6~12GHz平衡式有源二倍频器实验结果表明在输入功率为0dBm时,输出功率大于-2.5dBm,基波抑制度大于25dB,三次谐波抑制度大于30dB,可以实现频率扩展要求。