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,在我们的生活中扮演着重要的角色。随着现代军事、国防及无线通信事业的发展,移动通信、雷达、制导武器、电子测量仪器和电子对抗等电子系统对频率合成器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究与应用,低相位噪声、高纯频谱、高速捷变和高输出频段的频率合成器已经成为频率合成发展的主要趋势。本文首先介绍了频率合成器的分类和发展过程及应用意义。其次分析了锁相环的基本组成、原理及其性能。并介绍了频率合成器的常用方案的结构及各自有缺点。然后详细分析了频率合成器两个关键指标,相噪和杂散的产生机理及特性。给出了相噪和杂散理论计算的分析模型,以及如何对环路参数进行选取来优化频率合成器的性能,并给出了四种常用三阶环路滤波器的具体设计方法。最后,根据上述频率合成的理论以实例设计了一个Ku波段宽带低相噪频率源的详细设计方法。针对本课题要求输出频段较高、相位噪声低、输出波动小的指标,提出双环混频方案进行分析验证,并用MATLAB软件辅助环路滤波器的分析和设计;同时,为了克服频率源输出功率波动问题,介绍了利用ADS仿真软件设计了一种高频率宽带AGC电路并实现。同时给出了频综源实物照片和相噪、杂散及功率波动测试结果。