本文研究了Ka频段的锁相倍频源。主要研究能用于星载、弹载的小型化、低功耗的毫米波频率源。为了实现小型化和低功耗两个目标,通过比较当前的技术情况,我们采取了微波锁相,毫米波倍频的方案。微波锁相环采用电荷泵的形式,其环路滤波器为无源二阶低通滤波器,相比采用有源滤波器的锁相环,它不会附加有源噪声,而且滤波器结构简单,便于调试。设计中分析了环路噪声,阐明了改善相位噪声的方法,讨论了频率步进式锁相源的稳定性问题。并据此给出了环路的参数,如环路带宽,阻尼系数等。毫米波四倍频器部分采用HMC283单片,它由四级放大器组成,将其第一级的工作点偏置到夹断区,使其输出为半个正弦波形,即可产生丰富的偶次谐波,通过后三级的放大,最后由微带到波导转换接口输出。电路制作在RT/Duroid5880基片上并进行了测试。经测试,其输出中心频率为35GHz,频带宽度为1GHz,步进10MHz,在中心频率处的相位噪声为-60dBc/Hz@1KHz。整个腔体的体积为:62×78×23mm3=111 cm3,远小于预定值140cm3。电源功耗在系统稳定的时候大概为4W,也小于指标要求10W。通过实验表明,小体积、低功耗的毫米波频率源是可行的,最后针对本次设计不足的地方提出了一些改进措施,对以后的工程实践也是有益的。本项目的研究对促进高性能毫米波武器系统,尤其是全固态、全相参、全集成系统的开发研制起着至关重要的作用。