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随着国防科技工业的快速发展,军用微波系统对于本振频率源提出了越来越高的要求,低相位噪声、小体积、低功耗、高可靠性的需求日益明显。为达到系统性能要求,高性能频率源一般选择PDRO—取样锁相介质振荡器。由于国内产品不能满足使用要求,目前PDRO产品主要依赖进口,为填补市场空白,满足军用电子产品国产化要求,需要寻求一种小型化、高可靠的PDRO设计方法。本课题利用MMIC技术设计了一种DRO专用振荡芯片,结合ADS软件进行芯片与DR谐振器电路的联合仿真,完成了小型化、低相噪的DRO设计;锁相电路部分采用薄膜混合集成工艺,用陶瓷基片和裸芯片元件实现电路,用键合线进行电路互联。最终制作了一款小型化PDRO产品,并结合锁相环原理进行电路调试,完成了电路的小型化设计。文章的主要内容由以下几个部分组成:第一章绪论部分介绍了当前频率源的发展水平及技术分类,就每一种技术的优缺点进行了简要概述;结合厚薄膜混合集成工艺、单片集成电路工艺的发展现状,针对空间用频率源的需求,提出了一种小型化取样锁相频率源PDRO的设计思路。第二章结合阶跃恢复二极管的特点介绍了取样锁相环的基本原理,对取样锁相频率源的电源处理电路、取样鉴相电路、环路滤波器及扩捕电路等各部分电路原理进行了详细的分析,对环路稳定性进行了讨论,并分压控振荡器和锁相环两部分分析了锁相环中相位噪声产生的原理,给出了最佳环路带宽选择方案。第三章介绍了介质谐振器和负阻振荡电路的工作原理,并提出了一种负阻振荡单片MMIC的设计思路,利用该单片设计了一系列小型化介质振荡器,经测试相噪较好,调谐带宽宽,可方便的取消调谐螺钉,进行气密封装。第四章以一款10GHz取样锁相频率源为例,介绍了基于MMIC技术的小型化取样锁相频率源的实现过程,并给出了最终测试结果:以100MHz超低相噪恒温晶振为参考,输出频率10GHz,相位噪声达到-114dBc/Hz@1kHz,产品尺寸为40mm×40mm×12.8mm,为目前可查到的最小体积PDRO。