结合本设计中需要输出两路频率较高的本振信号，并且其中一路带宽较宽的特点，综合相位噪声、杂散抑制等因素，决定采用锁相环频率合成技术来实现该本振源。
1.1 整体框架
图1 是PLL 的基本结构，锁相环电路的组成部分主要包括压控振荡器（VCO）、鉴相器（PD）、环路滤波器（LPF）和分频器。
图1、PLL 结构框图
参考源给出的输入信号FR 通过R 分频器降低为鉴相器的检测频率FPD ，而VCO 的输出频率经过N 分频器后得到输入鉴相器的另一路信号FN ，两路信号通过鉴相器进行相位比较，它们产生的相位差转换为电压或电流，经过低通的环路滤波器（LPF）滤除噪声和高频分量后送入VCO 用来控制VCO 的输出频率。当锁相环稳定后，即FPD 和FN 同频同相的状态下，锁相环的输出频率为：
相位噪声是衡量本振源的重要指标，收发信机的调制与解调精度（EVM）受系统的相位噪声影响，若相位噪声过大，则系统解调出的星座图会出现旋转，因此首先要降低本振源的相位噪声。影响相位噪声的因素有很多，在近端，相位噪声主要取决于参考信号、N 分频器、鉴相器以及电源。通过式（2）可以估算出环路带宽内的相位噪声：
PN = PNfloor + 10log（N） + 10log（ fvco ）
在输出频率不变的情况下，降低分频比N 可以改善相位噪声。一般来说，本振系统的参考源是全球定位系统（GPS）下行的10 MHz。由于在此设计中需要较高的输出频率，为了获得良好的相位噪声，故选择提升参考频率。在整个系统前端先设计一个锁相环电路，将10 MHz 参考信号提高至100 MHz。由式（2）可知：系统的相位噪声将会降低10 dB；而在环路带宽外，相位噪声主要受VCO 影响。为了得到更好的频率稳定度和相位噪声，本设计中用100 MHz 的恒温晶体振荡器（OCXO）代替VCO。
由于两路本振信号在系统中被同时使用，为了保证信号的一致性，需要采用同一个参考源，图2 为本振源结构框图。ADI 公司的频率合成器ADF4002，结合外部恒温晶振XO5051 以及GPS 参考源10 MHz，并且组成PLL 频率合成器。该模块输出100 MHz 的信号经过集总元件组成的功分器后分成2 路，分别作为2个ADF5355 的参考频率，ADF5355 是集成VCO 的宽带频率合成器。第1路参考信号通过ADF5355 的锁相环和倍频器后输出8.4～11.2 GHz 的信号，以100 MHz 步进可调的本振信号，然后经过滤波器和放大器HMC441 得到最终所需的射频本振；第2 路100 MHz 参考信号通过另一个ADF5355 的锁相环电路并且再输出5.4 GHz 的信号，再经数字衰减器HMC425A 和放大器GVA_83+，得到所需功率的中频本振。