摘要
频率合成器作为电子系统的核心部分，其性能直接影响了整个系统的性能水平。随着现代通信、雷达技术、电子对抗系统等的日益发达，对频率合成器的要求也越来越高。目前，频率合成器通常需要兼顾宽带、低杂散、低相噪、小步进、捷变频和小型化等多个指标要求。本文基于取样混频技术和双锁相环结构提出了一款Ku波段的小型化低相噪频率源。 本文首先确定了采用锁相环来达到宽带输出的要求，然后基于环路相噪模型的理论分析，决定采用内插混频器降低环路分频比的方式实现低相噪的输出。为了实现Ku波段宽带低相噪的输出要求，对混频器本振频率要求较高，决定利用取样鉴相器产生的高次谐波来混频达到优化相噪的目的。为了实现全频带的低相噪输出，采用双锁相环结构来进行互补输出，环路2利用环路1产生的低相噪输出作为本振信号，同样采用内插混频器的结构实现低相噪的输出，完成了全频带的覆盖。 然后，利用DDS激励PLL的方式实现系统的小步进要求，通过锁相环的窄带滤波特性实现对DDS输出杂散的抑制，并且由于环路分频比为1，也避免了杂散的20logN恶化。并通过优化布局，进行了小型化设计。 最后，对关键器件进行了选型，完成了关键模块电路的设计，并用理论计算和仿真进行了方案的可行性分析。随后完成了电路原理图、PCB版图和腔体结构的绘制，并对实物进行了加工和调测试。测试结果表明本文设计的频率合成器能够实现12~18GHz的输出覆盖，在输入100MHz参考信号相噪为-157dBc/Hz@10kHz时，输出18GHz的相噪指标优于-100.61dBc/Hz@10kHz，杂散抑制优于66.9dBc，频率分辨率为1Hz，频率合成器包含两个模块，体积均为50×50×15mm3。
NETL