频率合成技术是雷达、通信等电子系统实现高性能指标的关键技术之一。随着电子技术的发展,各类电子系统对频率合成器的相位噪声、频率转换时间、频率步进等性能指标提出了更高的要求。本文采用单片机(MCU)控制多环频率合成器的方法设计了L波段小步进低相噪频率合成器。本文首先介绍了各种频率合成技术的基本原理和特点,以及DDS+PLL的混合频率合成技术,并通过对高性能DDS芯片AD9956在快速跳频频率合成器中的应用,分析和总结了DDS输出杂散的分布特性以及改善它的措施。在上述工作的基础上,对L波段小步进低相噪频率合成器进行全面的方案论证,对频率合成器各部分单元电路的指标进行分配,并针对相位噪声、杂散、频率步进等系统指标作了可行性分析,对混频锁相环设计的关键技术问题,如混频环的捕捉带、防错锁电路,中频滤波器,环路滤波器的设计进行了研究,采用了一种简单可靠的高速混频环防错锁方案,保证了混频锁相环的正确入锁。根据系统要求,选择PLL芯片ADF4113、混频器RMS-25MHW、VCO HE484、分频器HMC426MS8等器件来搭建系统电路,用单片机C8051F330完成跳频功能的实现及芯片功能控制码、分频比的代码输送,从而控制输出频率。最后,对各部分电路的布局、腔体等方面进行电磁兼容设计,通过反复调试程序及电路,达到了系统指标要求。测试结果表明系统在950～1450MHz范围内基本实现了相位噪声优于-90dBc/Hz@1kHz,杂散抑制优于-65dBc,验证了该方案的可行性。