作为微波测试系统的核心，超宽带频率综合技术在通信、雷达、电子对抗等领域扮演着重要的角色。随着电子科学技术的发展，对设备的频率、功率、稳定性、速度等要求越来越高。因此很有必要设计出一种超宽带、小步进输出，相位噪声和杂散指标优秀，变频速度快，输出功率精确且大范围可调的频率综合器。本论文首先介绍了宽带频率综合技术发展的历史和现状，对当今主要的几种频率综合方案做出了比较，选择了一种采用DPLL与DDS相结合的频率综合方案，并对方案的频率输出范围、频率步进、相位噪声指标、杂散抑制指标、输出功率范围及精确度做出了论证和计算，证实该方案的可行性。论证当中着重对YTO驱动电路和ALC功率控制模块进行了分析和阐述，对优化锁相环附加相噪、提高频率综合器功率输出动态范围和精度做出了研究。完成了一款基于YTO的500MHz~6GHz超宽带频率综合器的设计和实现，6GHz处的单边带相位噪声为-93dBc/Hz@10kHz，杂散优于-50dBc，输出功率动态范围40dB。整机划分为主环组件、DDS组件、YTO组件、频率扩展组件、ALC组件、控制组件和电源组件。采用主-分的树状控制模式，结合模块化的控制理念，通过SPI总线方式对各模块进行行为级的控制。整机具备键盘、旋钮输入功能和液晶显示功能，并且可以通过PC机和USB连接进行操作。整个设计基本达到了实验用测试仪器的标准。