随着毫米波技术在雷达导航,电子对抗,遥感遥测等领域中的飞速发展,作为毫米波系统“心脏”的频率源,其性能的好坏直接影响系统的整体性能。因此,研究具备极高的频谱纯度和频率稳定度的毫米波频率源有着重要的现实意义和价值。近些年来,依靠高性能的数字锁相集成电路的快速发展,基于锁相环的频率合成技术逐渐成为毫米波频率合成的主要方式。本文首先通过建立锁相环的相位噪声模型,分析环路内各器件噪声及环路滤波器对输出信号噪声的影响；并对基于锁相环技术的几种常用毫米波频率混合合成方式的优缺点进行简要的分析和比较。采用锁相+倍频方式,利用A1203陶瓷基片薄膜电路工艺设计了用于某变频组件满足低相噪、低杂散的25.4GHz信号本振源模块。测试结果显示相噪优于-85dBc/Hz@10KHz,杂散抑制大于60dBc。采用双环混频+倍频方式设计了双路相参输出低相噪、低杂散的微波毫米波频率源。测试相噪指标满足：-96dBc/Hz@10KHz(@8GHz)、-82dBc/Hz@10KHz(@35GHz),杂散抑制优于-60dBc。随着毫米波系统集成度不断提高,小体积、高性能的频综组件是未来的发展趋势。本文把LTCC(Low-Temperature Co-fired Ceramic)技术与频率合成技术相结合,对频综小型化进行了研究。对基于双环混频方式的频综组件进行小型化设计,并第一次在一整块LTCC基板上同时实现了低相噪,小体积混频锁相源。测试结果显示信号输出频率为34.8～35.2GHz,步进2MHz,相噪优于83dBc/Hz@10kHz；并且基板面积仅为42mm×49mm,相对文献[16]缩小了37%,表明了LTCC技术在实现频综小型化方面的优越性。为了进一步的提高相噪和杂散抑制性能,通过分析环路结构对输出信号相噪的影响,确定采用DDS+M/N环+倍频方案,并对频综LTCC版图布局进行深入的研究,最终把整个锁相环路和混频器倍频链路集成在一整块LTCC基板上,结果显示整个基板面积仅为40mmx35mm。为接下来具体实验和进一步研究改进奠定了基础。