频率合成技术在射频微波系统中具有极其重要的地位。近年来随着通信、雷达、微波测量等领域的不断发展,对频率合成技术也提出了新的要求。要求频率源在频率输出范围、频率稳定度、输出频谱纯度、跳频速度、频率步进等各方面都要具有更高的指标。本文中首先对频率合成技术的历史、发展及现状进行了简单的介绍,对现行几种方案的优缺点进行了分析,列举了当今国内外一些研究团队的研究成果。随即介绍了一种新的频率合成方案,主环模块中采用了一种低相噪混频锁相环结构,能大大改善输出相位噪声并且不会带来杂散性能的恶化。通过对整体方案中的频率输出范围、频率分辨率、相位噪声指标及杂散性能等各方面进行了全面论证和计算,证明了该方案的可行性。论证过程中重点对相位噪声指标和杂散指标进行了分析与计算,指出了此新方案相对于传统锁相环方案的优势。设计并调试完成了基于YTO的2GHz~5GHz频率分辨率为1kHz的频率合成器,在5GHz处测得其单边带相位噪声指标优于-99dBc/Hz@10kHz。整体系统由参考模块、主环模块、YTO模块、控制模块及电源模块5个模块电路组成。系统采用模块化控制方案,每个模块电路均具有独立的控制单元,主控模块通过SPI总线与各模块控制单元进行通信并实现系统的总体控制。整机具有按键、旋钮、显示屏等人机交互界面,也可以通过PC机的USB接口与频率合成器相连接进行控制操作。整个系统基本达到了设计要求。