频率合成技术是电子系统实现高性能指标的关键技术之一。锁相技术是第二代频率合成技术,用它实现的频率合成器性能优良。取样鉴相和锁相是模拟锁相,其灵活性好,又能显著降低相噪。用介质谐振器设计振荡器(DRO)也是微波频段常用的一种频率合成技术。介质谐振器(DR)由高介电常数、低损耗的微波陶瓷材料制作而成,它能极其容易地实现微波频率源的低相位噪声。同时,DR的谐振频率温度系数可正可负,这可以大大提高DRO的频率温漂性能。本文介绍了一个应用取样鉴相和锁相原理制作的微波KU波段频率源(频率合成器),其中的压控振荡器部分是用介质谐振器(DR)设计的。DRO和取样锁相的理论分析和设计方法是本文重点阐述的内容。本文在场效应管FET栅极上加上谐振网络(谐振网络是通过CST仿真得到的,它是串联反馈回路,介质工作在TE01模,对于其后的FET,它又相当于一个带阻滤波器),然后设计输入输出匹配电路,使电路结构满足起振条件,之后继续用谐波平衡法仿真和优化,使振荡器输出功率合适,相位噪声很低。在振荡器之后,本文加了一个缓冲放大器,它起到放大输出功率和改善频率稳定度的作用。在锁相环设计中,本文让晶振参考信号激励阶跃恢复二极管,从而转换成取样脉冲。该脉冲重复频率和晶振完全一致,被直接送到取样鉴相器的门开关电路,周期性接通“开关”,当这一“开关”接通时,来自VCO的信号被送到保持电路(这叫取样),该电压一直保持到“开关”再一次接通,如此持续进行,形成误差电压。误差电压经放大后送入环路滤波器进行滤波和再放大,然后去改变变容管偏置电压,控制振荡器输出频率,达到稳频的目的。综上所述,本文为低相噪、高频率稳定度频率源的研制提供了一个可行的设计方法。