微波频率源是现代无线通信系统中的关键部件之一。随着半导体器件性能和工艺水平的不断提升,高性能、小型化微波部件的研制开始受到人们越来越多的关注。取样锁相介质振荡器(PLDRO)结合了介质振荡器(DRO)很好的远端相位噪声特性和锁相环路对近端相位噪声有较大改善的优点,可以满足系统对高质量点频信号的需求。本文对12GHz取样锁相介质振荡器进行了研究。首先阐述了振荡器的基本理论以及取样锁相环路的工作原理。在介质振荡器的设计过程中,先通过电路仿真软件ADS利用晶体管的小信号S参数进行起振仿真,然后在试验中通过选取合适的介质谐振器并加以调试来控制输出频率。取样锁相电路中,选取型号为MP7200的取样鉴相芯片实现取样鉴相功能。由于取样鉴相器对参考输入功率要求较高,在100MHz参考输入端用晶体管设计了功率放大器,以免外部参考信号功率无法达到要求。此外,为了保证取样锁相电路的工作更加稳定可靠,本文通过合理利用有源环路中的运算放大器设计了扩捕扫描电路。最终,12GHz取样锁相介质振荡器在通过四路电阻功分(每路功率衰减12~14dB)后的功率输出为-3.82dBm,在偏离载波1kHz、10kHz、100kHz以及1MHz处的相位噪声分别是-100.89dBc/Hz、-109.33dBc/Hz、-112.19dBc/Hz、-138.53dBc/Hz,2GHz带宽内的杂散抑制达到了80dBc以上。整个电路集成在85mm×52mm×13mm的金属屏蔽腔里,实现了高性能、小型化的设计目标。