随着无线通信技术的快速发展,超宽带技术吸引了越来越多的关注。为了给使用者提供更多的方便,超宽带无线通信系统的集成技术逐渐成为当前无线通信系统的研究热点。作为无线射频发收机最重要的模块,频率综合器能给射频发收机提供低相噪的、稳定的、可编程的本振信号,同时给数字电路提供时钟信号。因此频率综合器的性能往往决定了整个无线通信系统的性能。本文以脉冲体制超宽带无线通信系统中的频率综合器作为目标,系统地研究了正交小数频率综合器的设计和实现。首先,本文介绍了频率综合器的工作原理,以及主要的性能指标和设计挑战。第二,研究了频率综合器系统级设计方法。首先根据系统指标的要求设计了适用于脉冲体制超宽带无线射频前端的频率综合器的结构,然后研究了频率综合器环路的线性相位域模型,分析了相位噪声在该模型中的传输特性,接下来研究了系统级环路参数的设计方法,同时给出了一些常见的系统级仿真方法。在此基础上,完成了脉冲体制超宽带无线射频前端统频率综合器的系统级环路参数设计和仿真验证。第三,研究了小数分频器的设计和常用的小数调制技术。对双模预分频器进行了基于注入锁定原理的频域建模,对可编程吞脉冲计数器结构和原理、∑-△调制器的结构和量化噪声,进行了详细的分析和研究。在此基础上,设计了宽工作频率范围、高输入灵敏度的双模预分频器、多位可编程的高速吞脉冲计数器和多位量化的单环∑-△调制器,分别进行了上述三个电路模块的流片和测试。测试结果与理论设计上的分析十分吻合,满足系统的指标要求。第四,研究了正交小数频率综合器中的鉴频鉴相器、电荷泵、正交压控振荡器及模8分频器的电路设计,实现了一个用于脉冲体制超宽带无线射频前端的正交小数频率综合器,通过流片和测试,验证了设计的正确性,并结合测试结果分析了影响相位噪声性能的主要原因和改进措施。