频率源几乎是所有的微波测试与测量系统，通信系统和监控系统中的关键组成部件。随着各个国家的重视和大力投入，频率源的研究已经取得巨大成就。目前，高性能频率源的设计依然是频率源研究的热点。本文先从频率合成的研究背景开始，介绍了频率合成国内外发展动态，然后描述了频率合成主要技术指标和频率合成的分类。在此基础上，根据课题指标要求，提出了L、S和K波段频率源的方案，并在理论上对相位噪声和杂散指标进行分析，论证了各方案的可行性。考虑到低成本和小型化设计，L和S波段本振源最终采用基于集成VCO锁相芯片的频率合成方案设计，具体包括供电设计、环路滤波器设计、整体电路设计和软件调试。K波段频率源相位噪声指标要求较高，因此方案的选取尤为重要；首先从方案选择及可行分析得出基于关键器件的具体方案设计及分析，然后整体电路设计，包括1.08GHz倍频模块、9.6GHz倍频模块、鉴相+环路模块和VCO+下变频模块设计，最后为了满足宽带杂散指标和输出功率指标要求，需在输出端接有滤波+放大电路。测试结果表明，L波段本振源相位噪声优于-117dBc/Hz@10kHz，杂散抑制优于85dBc，谐波抑制优于24dBc，输出功率3dBm，达到指标要求，实现低成本、小型化设计；S波段本振源相位噪声均达到-113dBc/Hz@10kHz，杂散抑制82dBc以上，谐波抑制优于24dBc，隔离度优于43dB，输出功率2dBm以上，都优于课题指标要求，同时实现了低成本、小型化设计；K波段频率源基于关键器件的三种方案设计，实验验证其相位噪声能达到-106.98dBc/Hz@10kHz，在2GHz带宽内杂散抑制优于82dBc，实现低杂散、低相噪指标要求，VCO内置16分频泄漏杂散优于54dBc，为了满足宽带杂散指标要求和输出功率指标要求，需进一步研究滤波+放大电路模块设计。总之，本课题验证了方案的可行性，实现了课题的预期目标。