随着我国经济技术的快速发展,雷达在军事领域上的应用越来越广泛,对人们的生活也带来了巨大的影响和改变。作为雷达关键系统之一的频率合成系统,不仅可以为雷达接收机提供本振信号,还可以为雷达发射机提供激励信号。频率合成系统被称为电子系统的“心脏”,通常应用于现代先进的电子系统中,如探测/遥测、雷达和微波通信,其性能指标决定了电子系统的关键指标的好坏。在现代雷达中,为了提高雷达的灵敏度和抗干扰能力,低相噪、低杂散、超宽带和频率捷变的频率合成系统已成为雷达系统重要的研究方向。本课题是为某型雷达设计一款高性能小体积的频率合成系统。该课题设计的频率合成系统的频率范围为1GHz~8GHz,相位噪声优于-90dBc/Hz@1kHz,频率间隔为10MHZ,杂散优于-50dBc,跳频时间小于50us和体积不大于150(mm)*100(mm)*30mm。该系统突破传统理论,在一个系统内集成锁相,分频和开关滤波等功能。这种先进的宽带微波频率快速合成系统既能实现微波信号的产生,还大大降低了分系统的体积、重量,可大大简化电子整机的结构,是新一代航空雷达、气象雷达、卫星探测、微波通信等电子整机发展的核心部件。本课题的主要工作如下:1.对频率合成技术理论进行研究。从国内外说明了频率合成系统的研究现状。分析了目前主要的频率合成技术的优缺点。阐述了锁相环的工作原理,提出了几种频率合成方案,并确定了C波段基准源经分频和开关滤波向低端扩展的方案。2.FPGA控制单元部分。介绍了FPGA芯片的选型和电路原理图设计,并在Quartus II上进行控制程序的编程,然后对程序分模块介绍。最后在Modelsim上进行程序的仿真验证。3.C波段基带源模块的设计。根据雷达系统性能的要求,明确了C波段基带源的具体指标和设计方案。采用锁相环(PLL)原理合成基带源信号,并对关键技术指标进行了理论计算和仿真。详细介绍了器件的选型,给出了PCB图和实物图,最后对C波段基带源模块进行硬件测试。4.低频段模块的设计及系统联调。本文的设计创新点是在保证C波段基带源主要性能指标达到整体系统指标要求的前提下,增加了分频部分使信号频率带宽更宽而且整个系统的主要性能指标仍能达到要求。首先介绍了设计的方案以及芯片的选型,然后给出了PCB图和实物图,最后与C波段基带源一起进行系统的联调。结果表明,该频率合成系统的设计指标达到课题指标要求,本论文的设计目标实现。