毫米波因其频带宽、方向性强以及穿透性强等特性,在频谱资源日益紧张的现代通信中备受青睐,现已广泛应用于电子对抗、雷达制导、遥感监测及毫米波通信等领域中。毫米波系统中,收发前端设计的优劣直接影响到发射信号的质量,接收机噪声系数,灵敏度和输出信噪比等指标。毫米波频率源作为收发系统的关键部件将直接影响收发前端乃至整个系统的性能。就毫米波雷达而言,为了便于提取目标的多普勒频移,还要求频率源具有极高的频率稳定度和频谱纯度;同时为了对抗有源干扰,还要求频率源具有快速跳频能力。本课题即是为研制低相噪、低杂散、捷变频的毫米波频率源而开展的。一般频率合成技术有:直接式频率合成、锁相式频率合成、直接数字频率合成(DDS)。直接式频率合成方法,因体系统积大且输出信号谐波及寄生频率分量大而较少采用。采用锁相环技术时,若减小频率步进,环路带宽则随之减小,导致锁定时间变长,这样系统就不能满足快速跳频的要求。DDS具备快速跳频及高精度频率分辨率的特性,他的缺点是输出频率上限低,带内杂散大。本文根据毫米波雷达对频率源的要求,在理论分析的基础上将DDS输出的LFM信号通过三次上变频至Ka波段,从而研制出一种低相位噪声、低杂散、捷变频的Ka波段频率源,输出Ka波段本振和发射两路信号,频差60MHz。此外,本系统还将输出60 MHz的中频接收本振、基带时钟信号。项目成果显示,采用DDS解决了锁相环技术中变频时间与频率分辨率间的矛盾,系统的频率分辨率可轻易达到1kHz以下;锁相环技术因其无法达到本系统的捷变频的需求而采用DDS将其完全替代。经过三次上变频后DDS的LFM信号的相位噪声和杂散不会被恶化太多,相位噪声均优于以下指标:-91dBc/Hz@1kHz、-100dBc/Hz@10kHz、-104dBc/Hz@100kHz;通过对DDS的两路输出信号频率的调节,回避了高杂散的DDS频点,使得最终Ka波段的杂散小于-60dBc,跳频时间小于1μs。最后,针对本次设计的不足之处,本文提出了一些改进措施,文中所采用的一些设计方法,对以后的研究和设计工作均具有一定的参考价值。