無綫通信中的射頻收發係統設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Qizheng Gu 楊國敏譯 著

圖書標籤:

• 無綫通信
• 射頻收發器
• 係統設計
• 電路設計
• 信號處理
• 通信原理
• 嵌入式係統
• 無綫電技術
• 電子工程
• 微波技術

店鋪： 蘭興達圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302430506

商品編碼：10484159390

包裝：平裝

齣版時間：2016-06-01

基本信息

書名：無綫通信中的射頻收發係統設計

：59.00元

作者：Qizheng Gu 楊國敏譯

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2016-06-01

ISBN：9787302430506

字數：488000

頁碼：328

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

內容提要

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本書主要介紹瞭無綫移動終端收發機的設計和分析，詳細給齣瞭射頻接收機和發射機設計方法。此外，本書還係統介紹瞭超外差、零中頻、低中頻和帶通采樣無綫電架構； 詳盡給齣瞭頻率規劃、係統鏈接規劃和發射機及接收機的性能評估； 提齣瞭包括互調、乾擾屏蔽和頻譜再生及調製在內的非綫性分析； 給齣瞭基於自動增益控製、模/數轉換動態範圍和電源管理的移動係統中射頻專用集成電路設計方法； 給齣瞭接收機性能評估的MATLAB文件和發射機放大器非綫性特性計算代碼； 深度分析移動終端射頻係統設計並給齣瞭設計實例。本書適閤作為通信工程、電子信息工程和微電子等專業本科生及研究生的教材，也適閤作為從事射頻係統、射頻集成電路和無綫係統設計工程技術人員的參考用書。

目錄

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譯者序Ⅰ
前言Ⅲ

第1章簡介

1.1無綫係統

1.1.1移動通信係統

1.1.2無綫局域網

1.1.3藍牙技術

1.1.4全球定位係統

1.1.5超寬帶通信

1.2係統設計的融閤

1.3本書結構

參考文獻

輔助參考文獻

第2章係統設計基礎

2.1綫性係統與變換

2.1.1綫性係統

2.1.2傅裏葉級數與變換

2.1.3LTI係統的頻率響應

2.1.4帶通到低通的等效映射和希爾伯特變換

2.2非綫性係統錶徵與分析方法

2.2.1無記憶非綫性係統的錶徵

2.2.2多輸入對於非綫性係統的影響

2.2.3無記憶帶通非綫性係統與低通等效

2.3噪聲與隨機過程

2.3.1噪聲功率與譜錶徵

2.3.2通過綫性係統的噪聲與隨機過程

2.3.3窄帶噪聲錶徵

2.3.4噪聲係數與噪聲溫度

2.4數字基帶係統單元

2.4.1采樣原理與采樣過程

2.4.2采樣抖動效應與量化噪聲

2.4.3常用調製方法

2.4.4脈衝整形技術和碼間乾擾

2.4.5誤碼概率檢測、信噪比與載噪比

2.4.6RAKE接收機

參考文獻

輔助參考文獻

第3章無綫電架構與設計

3.1超外差結構

3.1.1超外差無綫電結構

3.1.2頻率規劃

3.1.3超外差收發機的設計考慮

3.2直接變頻結構

3.2.1直接變頻無綫電結構

3.2.2技術挑戰

3.2.3直接變頻收發機設計

3.3低中頻結構

3.3.1低中頻無綫電結構

3.3.2獲得高鏡頻抑製的方法

3.3.3一些設計考量

3.4帶通采樣無綫電結構

3.4.1帶通采樣基礎

3.4.2帶通采樣無綫電結構的配置

3.4.3設計考慮

附錄3A互調失真公式

附錄3B二階失真成分的有效乾擾估計

附錄3CI/Q失衡和鏡頻抑製公式

附錄3D模數轉換器等效噪聲係數的估算

參考文獻

輔助參考文獻

第4章接收機係統分析與設計

4.1引言

4.2接收機靈敏度和噪聲係數

4.2.1靈敏度計算

4.2.2級聯噪聲係數

4.2.3因發射機噪聲在接收機頻帶散射的接收機鈍化估計

4.2.4天綫駐波對於接收機噪聲係數的影響

4.3互調特性

4.3.1互調成分和截點

4.3.2級聯輸入截點

4.3.3接收機互調特性的計算

4.4單頻鈍化

4.4.1交叉調製成分

4.4.2允許的單頻乾擾

4.5相鄰/相間信道選擇性和阻塞特性

4.5.1期望信號電平和允許降低

4.5.2相鄰/相間信道的選擇性和阻塞特性的計算公式

4.5.3雙頻阻塞和AM抑製特性

4.6接收機動態範圍和自動增益控製

4.6.1接收機的動態範圍

4.6.2接收機自動增益控製係統

4.6.3模數轉換器動態範圍和其他特性

4.7係統設計和性能評估

4.7.1接收機係統設計基礎

4.7.2接收機係統中核心器件的基本要求

4.7.3接收機係統性能評估

附錄4A功率dBm和電場強度dBμV/m之間的轉換

附錄4B關係式(4.4.6)的證明

附錄4C無綫移動小性能要求比較

附錄4D使用MATLAB評估接收機性能

參考文獻

輔助參考文獻

第5章發射機係統分析與設計

5.1引言

5.2發射功率和頻譜

5.3調製精度

5.3.1誤差矢量幅度和波形品質因數

5.3.2符號間或碼片間乾擾對誤差矢量幅度的影響

5.3.3閤成本振的近載波相位噪聲對誤差矢量幅度的影響

5.3.4載波泄漏所導緻調製精度的降低

5.3.5由其他因素導緻調製精度的降低

5.4相鄰和相間信道功率

5.4.1低通等效模型的方法

5.4.2多頻技術

5.4.3發射機鏈級聯狀態下的相鄰信道功率比

5.5噪聲散射的計算

5.5.1噪聲散射計算公式

5.5.2噪聲散射計算的一些重要注意事項

5.5.3電壓錶示的噪聲

5.5.4噪聲散射計算的例子

5.6係統設計中的一些重要考慮事項

5.6.1架構比較

5.6.2發射機鏈路增益分布和性能

5.6.3自動增益控製和電源管理

附錄5Aρ和EVM間的近似關係

附錄5B發射信號的鏡像抑製

附錄5C放大器非綫性特性仿真： ACPR計算

參考文獻

輔助參考文獻

第6章係統設計的應用

6.1多模和多頻段超外差收發機

6.1.1頻率規劃的選擇

6.1.2接收機係統設計

6.1.3發射機係統設計

6.2直接變頻收發機

6.2.1接收機係統設計

6.2.2發射機係統設計

參考文獻

輔助參考文獻

術語錶

作者介紹

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文摘

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序言

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《無綫通信中的射頻收發係統設計》：開啓信號傳輸的奧秘之門 在信息爆炸的時代，無綫通信已滲透到我們生活的方方麵麵，從智能手機的便捷通訊，到物聯網的萬物互聯，再到高速率的數據傳輸，其背後都離不開高效、可靠的射頻收發係統。本書《無綫通信中的射頻收發係統設計》正是深入剖析這一核心技術，為讀者揭示無綫通信係統設計中最關鍵的環節——射頻前端的運作原理、設計方法與實現策略。本書並非一本淺嘗輒止的入門讀物，而是緻力於為有誌於深入理解和掌握射頻收發係統設計精髓的工程師、研究人員以及相關專業的學生提供一份係統、詳實的技術指南。 本書的起點，是對無綫通信係統整體架構的宏觀審視。我們將首先勾勒齣無綫通信係統從信息源到接收端的完整鏈路，並著重強調射頻收發係統在其中的樞紐地位。理解射頻前端如何將數字信號轉化為電磁波進行傳輸，以及如何將接收到的電磁波還原為可用的數字信息，是後續深入學習的基礎。我們將探討不同無綫通信標準（如Wi-Fi、藍牙、蜂窩通信等）對射頻收發係統的特殊要求，以及這些要求如何影響係統的設計選擇。 接著，本書將筆鋒一轉，聚焦於射頻收發係統的核心組成部分——發送端（Transmitter）和接收端（Receiver）。 在發送端的設計方麵， 我們將詳細解析其關鍵模塊的功能與設計考量。頻率閤成器（Frequency Synthesizer）作為發送端的“心髒”，其穩定性和精度直接決定瞭發射信號的頻率準確性，進而影響到通信的可靠性。我們將深入講解鎖相環（PLL）技術，包括其基本原理、環路設計、噪聲分析以及各種改進技術，確保讀者能夠設計齣滿足嚴苛指標的頻率閤成器。壓控振蕩器（VCO）作為PLL的關鍵組成部分，其調諧範圍、相位噪聲、功耗等參數的選擇至關重要，本書將對此進行詳盡的闡述。 功率放大器（Power Amplifier, PA）是發送端實現信號功率增益的核心模塊。功率放大器的效率、綫性度、輸齣功率以及穩定性是衡量其性能的重要指標，直接關係到通信係統的覆蓋範圍、功耗以及信號失真。我們將深入探討各種PA拓撲結構（如AB類、E類、F類等）的原理、優缺點以及在不同應用場景下的選擇策略。綫性度問題是PA設計中的一大挑戰，本書將詳細介紹提高PA綫性度的各種技術，包括預失真（Pre-distortion）和後失真（Post-distortion）等方法，並分析其在實際係統中的應用。 混頻器（Mixer）在發送端的作用是將基帶信號上變頻到射頻載波頻率。我們將深入講解不同類型的混頻器，如Gilbert單元混頻器、單平衡混頻器等，分析其增益、噪聲係數、隔離度等關鍵參數，並探討其與本地振蕩器（LO）的匹配問題。 在接收端的設計方麵， 我們將遵循與發送端類似的邏輯，逐一剖析其關鍵模塊。低噪聲放大器（Low Noise Amplifier, LNA）是接收端的“第一道防綫”，其噪聲係數（Noise Figure, NF）直接決定瞭接收靈敏度。我們將詳細分析LNA的噪聲産生機製，以及如何通過器件選擇、匹配網絡設計等方法來降低噪聲係數。 混頻器（Mixer）在接收端則扮演著將射頻信號下變頻到中頻（IF）或基帶（Baseband）的角色。本書將深入研究下變頻混頻器的設計，包括其鏡像抑製、噪聲特性、LO饋電要求等，並探討直下變頻（Direct Conversion）和超外差（Superheterodyne）接收機架構的優劣。 中頻放大器（Intermediate Frequency Amplifier, IF Amplifier）在中頻接收機中負責對下變頻後的信號進行放大，以補償鏈路損耗並為後續的解調提供足夠的信號電平。我們將討論IF放大器的增益控製、帶寬以及噪聲性能。 自動增益控製（Automatic Gain Control, AGC）是射頻接收機中至關重要的反饋控製係統，用於在輸入信號幅度變化劇烈的情況下，保持後續電路的信號電平穩定，從而避免信號過載或過小。本書將深入探討AGC的設計原理、動態範圍、響應速度以及在不同接收架構中的實現方式。 濾波器（Filter）在整個射頻收發鏈路上都扮演著不可或缺的角色。從帶通濾波器（Band-pass Filter, BPF）用於選擇目標頻段，到低通濾波器（Low-pass Filter, LPF）用於抑製高頻噪聲，再到陷波濾波器（Notch Filter）用於消除乾擾，本書將全麵介紹各種濾波器的類型、設計方法以及在射頻係統中的應用。我們將深入探討濾波器設計中的關鍵參數，如插入損耗、阻帶衰減、帶寬、尖度等，並介紹如何在電路闆上實現高質量的射頻濾波器。 除瞭對各個獨立模塊進行深入解析，本書還將重點關注射頻前端的整體係統設計。我們將探討接收機架構的選擇，如超外差架構、零中頻（Zero-IF）架構、低中頻（Low-IF）架構等，分析它們各自的優缺點，以及如何根據應用需求進行權衡。發送機架構的設計，例如直接數字閤成（DDS）與PLL的結閤，以及如何實現高效率的信號生成，也將是本書的重點。 阻抗匹配（Impedance Matching）是射頻電路設計中的一項基礎且關鍵的技術。我們將深入講解最大功率傳輸定理，以及使用史密斯圓圖（Smith Chart）等工具進行匹配網絡設計的方法。本書將詳細介紹如何為LNA、PA、混頻器等關鍵器件設計最優的輸入和輸齣匹配網絡，以最大化信號傳輸效率，降低信號損耗和反射。 噪聲分析與抑製（Noise Analysis and Suppression）是射頻係統設計中不可忽視的環節。我們將係統地講解射頻鏈路中各種噪聲的來源，如熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲等，並深入分析這些噪聲對係統性能的影響。本書將介紹如何進行噪聲係數（NF）的計算和分析，以及如何通過閤理的電路設計和器件選擇來最小化噪聲的乾擾，從而提高接收靈敏度。 綫性度問題（Linearity Issues）對於保證信號的保真度和避免互調失真（Intermodulation Distortion, IMD）至關重要。本書將深入分析非綫性器件（尤其是PA和混頻器）引起的失真機製，如諧波失真（Harmonic Distortion）、互調失真等。我們將詳細介紹評估綫性度的指標，如P1dB（1dB壓縮點）、IP3（三階交調點）等，並探討提高綫性度的各種設計策略，包括器件選擇、偏置點優化、預失真技術等。 電磁乾擾（EMI）與電磁兼容（EMC）是射頻係統設計中必須考慮的重要因素。本書將探討射頻電路産生的電磁輻射以及如何抑製，同時也會關注外部電磁乾擾對射頻係統的影響。我們將介紹PCB布局、屏蔽、接地等方麵的設計原則，以確保射頻係統能夠正常工作，並滿足相關的EMC標準。 電源完整性（Power Integrity）對於射頻電路的穩定運行至關重要。不穩定的電源會引入噪聲，影響射頻器件的性能。本書將探討射頻電源的設計原則，包括濾波、去耦等技術，以保證為射頻電路提供乾淨、穩定的電源。 測試與測量（Testing and Measurement）是射頻係統設計流程中不可或缺的環節。本書將介紹用於射頻收發係統設計的常用測量儀器，如頻譜分析儀、網絡分析儀、信號發生器、噪聲係數分析儀等。我們將闡述如何使用這些儀器對射頻電路進行關鍵參數的測量，如增益、噪聲係數、迴波損耗、失真等，並指導讀者如何解讀測量結果，對設計進行優化。 本書的另一大特色在於，它不僅關注理論知識，更強調實際應用和工程實現。我們將結閤實際的設計案例，通過詳細的仿真分析和實際電路闆的製作經驗，來闡述設計中的難點和解決方案。從元器件的選擇、PCB布局的技巧，到焊接工藝的要求，本書將提供詳實的指導，幫助讀者將理論知識轉化為實際的設計成果。 《無綫通信中的射頻收發係統設計》是一本為無綫通信領域工程師、研究人員和有誌於此的學生的“工具箱”和“路綫圖”。它將帶領讀者從宏觀的係統架構，深入到微觀的器件原理，再到具體的工程實現，全麵掌握射頻收發係統設計的核心技術和實踐經驗，助力他們在無綫通信領域取得更大的成就。本書的目標是培養讀者獨立解決復雜射頻係統設計問題的能力，讓他們能夠自信地應對下一代無綫通信技術帶來的挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書，我原本是想從中獲得一些關於“設計”方法論的啓發，不僅僅是技術層麵的，也包括項目管理、團隊協作等軟技能。我期待書中能分享一些成功的射頻收發係統設計案例，剖析這些案例在設計過程中遇到的睏難，以及設計師是如何通過創新思維、有效的溝通和閤理的資源調配來剋服這些睏難的。我希望這本書能強調工程實踐中的“權衡”藝術，比如在性能、成本、功耗和體積之間如何做齣最優選擇。我也對書中關於“調試”和“驗證”的部分抱有很大期望，希望能學習到有效的調試技巧，以及如何設計全麵的測試方案來確保係統的穩定性和可靠性。如果書中能包含一些關於原型製作、PCB 設計考量、以及電磁兼容性 (EMC) 設計的經驗之談，那就更完美瞭。總的來說，我希望這本書能讓我跳齣純粹的技術學習，去理解一個完整的係統是如何從概念走到産品，其中涉及到的工程哲學和實踐經驗，這對我而言是彌足珍貴的。

評分☆☆☆☆☆

我之所以選擇這本書，主要是對“無綫通信”這個領域本身濃厚的興趣，以及對其中“射頻”部分的神奇力量感到好奇。我設想這本書會以一種生動有趣的方式，揭示無綫信號如何在空氣中穿梭，我們是如何通過看不見的電磁波進行溝通的。我期待它能解釋一些基礎的物理原理，比如電磁波的産生和傳播，信號的頻率、幅度、相位等概念，以及它們在無綫通信中的意義。我也希望書中能介紹一些常見的無綫通信應用，比如手機通信、衛星通信、雷達係統等等，並簡要說明這些應用背後所使用的射頻技術。這本書的標題聽起來專業，但我更希望它能有一部分內容是麵嚮初學者的，能夠引發讀者的興趣，讓他們對射頻技術有一個初步的、形象的認識。如果能有一些通俗易懂的比喻或類比，幫助理解那些抽象的概念，那就更好瞭。我並不一定需要深入到復雜的數學推導和電路設計，而是更希望獲得一種“科普”層麵的體驗，瞭解射頻世界是怎樣的，它為什麼如此重要，以及它如何改變瞭我們的生活。

評分☆☆☆☆☆

這本書，我本來是衝著“射頻收發係統設計”這個硬核主題來的，期待能在這本書裏找到關於 S-參數、阻抗匹配、濾波器設計、混頻器以及功放等關鍵模塊的深入剖析，希望能看到具體的電路圖、仿真結果，甚至是不同設計方案的優劣對比。我尤其希望書中能詳細講解在高頻下的布局布綫技巧，如何減小寄生參數的影響，以及在實際生産中會遇到的各種挑戰和解決方案。我一直在尋找一本能夠係統梳理射頻係統從原理到實現的教材，能夠幫助我理解不同射頻鏈路的組成部分，它們之間的協同工作方式，以及在實際項目開發中，如何根據需求選擇閤適的器件、進行係統級的參數預算，並最終實現高性能的無綫通信係統。例如，關於天綫設計與射頻前端的匹配，或者在有限的功耗預算下如何優化接收靈敏度，這些都是我非常感興趣，但又覺得掌握不夠紮實的部分。我希望這本書能像一位經驗豐富的工程師，把這些復雜的概念抽絲剝繭地講清楚，並且提供足夠的理論支撐和實踐指導，讓我能夠真正地“學到東西”，而不是停留在概念層麵。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書的初衷，是希望能對“無綫通信”這個廣闊領域有一個更宏觀的認識，特彆是它與“射頻收發係統設計”這個具體環節的聯係。我原本以為這本書會從無綫通信的基本原理齣發，比如信息論、信道模型、調製解調技術等，然後循序漸進地引齣射頻收發器在整個通信鏈路中的位置和作用。我期待它能闡述在不同通信標準（如 Wi-Fi、藍牙、蜂窩網絡等）下，射頻收發係統的設計有哪些共性與差異，以及這些差異背後是如何考慮頻譜效率、功耗、成本和性能等因素的。我希望作者能描繪齣整個無綫通信係統的“大圖景”，包括信號的産生、傳輸、接收、處理，以及各個環節是如何協同工作的。如果能穿插一些實際應用案例，比如講解一款手機或基站的射頻收發係統是如何設計的，那就更好瞭。這本書的標題給我一種“係統性”的期望，希望它能提供一個從宏觀到微觀的視角，讓我能理解射頻設計在整個無綫通信産業中的重要性，以及它所麵臨的挑戰和未來發展趨勢，而不僅僅是停留在技術細節層麵。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的期待，主要集中在“係統設計”的“前沿性”和“創新性”方麵。我希望書中能探討當前無綫通信領域最熱門的一些技術趨勢，比如 5G/6G 中的新波形設計、先進的 MIMO 技術、分布式和集中式射頻前端的架構演進，或者在物聯網 (IoT) 和車聯網 (V2X) 應用中，對低功耗、低成本射頻收發器的特殊設計要求。我也對書中關於軟件定義射頻 (SDR) 和人工智能在射頻收發係統設計中的應用非常感興趣，比如如何利用 AI 來優化信號處理算法、自適應調整係統參數，或者進行故障診斷。我希望作者能分享一些最新的研究成果和行業動態，讓讀者能夠瞭解射頻收發係統設計未來的發展方嚮，以及可能齣現的技術瓶頸和突破點。如果書中能包含一些對未來通信場景的設想，以及為瞭實現這些場景，射頻收發係統需要具備哪些新的能力，那將是一次非常富有啓發性的閱讀體驗。我希望這本書能讓我站在行業的最前沿，對未來的射頻技術有一個前瞻性的認知。