随着通信需求的逐渐增长和通信技术的不断发展,传统的频率段和无线传输标准已经无法满足未来通信系统的需求。在无线通信领域范围内,锁相环是不可或缺的关键器件,其性能的好坏直接决定了整个系统的性能高低,因此它被称为通信系统的“心脏”。众所周知,锁相环的应用十分广泛。在收发机、雷达、电子对抗、广播电视、家用电器等领’.域中都有广泛的应用,正因为如此广泛的需求,当今在电子领域范围对锁相环的性能要求越来越高。本论文的工作主要包括以下几点:首先,了解近几年锁相环的国内外发展现状,学习锁相环的基本理论知识。分析了鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、分频器的工作原理,介绍多层高温共烧陶瓷工艺的知识。其次,详细介绍了宽带微封装锁相源的设计过程、频率源各个电参数性能。在分析相位噪声指标时给出了锁相环的相位噪声模型。再次,确定本论文所需要的鉴相器、运算放大器芯片。在对环路滤波器设计时通过Launch Hittite-Phase Locked Loop(HITT-PLL)Design软件确定了各个元器件的值。最终,为了进一步减小压控振荡器的体积和实现倍频程,设计了一种粘变容管形式的双波段压控振荡器,输出频率范围能够覆盖10~20GHz。对锁相环的每个电参数进行测试,测试结果满足预期要求。本论文设计的锁相环基于无引线表贴陶瓷管壳。该管壳使用High-temperature co-fired ceramics工艺,体积大小为9*9*1.8mm~3,频率范围能够覆盖0.8~30GHz。本论文设计的锁相环输出频率范围是8.0~18.5GHz,步进频率为10MHz,杂散在全频带内优于-60dBc,相位噪声在全频带内优于-80dBc/Hz@1kHz,-85dBc/Hz@10kHz,整体封装重量为2g。跳频时间小于90μs。在电性能一致的前提下和PCB电路板工艺制作的锁相环相比,在体积和重量上都大大减小,为今后进一步在电子领域的超宽带、小型化和高集成度发展上提供重要技术支撑。