店铺： 南源图书专营店
出版社： 电子工业出版社
ISBN：9787121227998
商品编码：11410629724
包装：平装
出版时间：2014-05-01
具体描述
《现代射频系统设计精要》 第一部分：基础理论与核心概念 第一章：射频电路设计概览 本章将全面梳理射频（RF）电路设计的核心理念与发展脉络。我们将从射频信号的特性出发，深入探讨其与低频信号的本质区别，包括频率范围、波长、电磁传播特性等。在此基础上，我们将引出射频电路设计的关键挑战，如阻抗匹配、信号完整性、噪声抑制、寄生效应以及互调失真等，并简要介绍解决这些挑战的通用策略。 射频信号的物理特性： 深入分析高频电磁波的传播规律，理解趋肤效应、邻近效应等对电流分布的影响。探讨电磁场在微带线、带状线等传输线上的传播模式。 射频电路设计的关键挑战： 详细剖析阻抗失配在高频电路中的表现及其对信号传输的影响。阐述信号完整性问题，包括反射、串扰、振铃等，以及如何通过合理的布局和布线来规避。深入讲解噪声在射频系统中的各个来源（如热噪声、散弹噪声、器件噪声等）以及其对系统灵敏度的影响。分析寄生参数（电感、电容）在高频下的放大效应，以及它们如何干扰电路的正常工作。重点阐述非线性器件（如晶体管、混频器）产生的互调失真，以及这对通信系统性能的严重影响。 设计流程与工具： 介绍射频电路设计的典型流程，从系统需求分析到原理图设计、仿真验证、PCB布局布线，再到硬件调试。初步介绍常用的射频设计软件工具，如ADS、Cadence等，以及它们在原理图编辑、电磁仿真、版图设计、电路仿真等方面的功能。 第二章：微波网络参数与阻抗匹配 本章将聚焦于描述射频电路性能的关键参数——S参数，并深入讲解阻抗匹配这一射频设计中最核心、最基础的环节。我们将从理论层面理解S参数的物理意义，学习如何利用S参数来表征器件和电路的性能，并掌握各种阻抗匹配技术及其应用。 S参数的物理意义与测量： 详细阐述S参数如何描述射频信号在端口之间的传输和反射。理解S11（输入回波损耗）、S21（插入损耗/增益）、S22（输出回波损耗）、S12（反向传输系数）等各参数的含义及其与功率、电压、电流的关系。介绍S参数的测量方法和常用的测量仪器，如网络分析仪。 阻抗匹配的原理与重要性： 深刻理解最大功率传输定理，以及为何在射频电路中实现阻抗匹配对于最大化信号传输效率、最小化信号反射、降低损耗至关重要。分析阻抗失配带来的负面影响，如功率损耗、失真加剧、电路不稳定等。 Smith圆图的应用： 详细介绍Smith圆图作为一种几何工具，在分析和设计阻抗匹配网络中的强大作用。学习如何在Smith圆图上表示阻抗、导纳、回波损耗、电压驻波比（VSWR）等参数。掌握利用Smith圆图进行归一化阻抗变换、串联/并联元件匹配、以及使用匹配网络（如L型、π型、T型匹配）的方法。 匹配网络的实现技术： 介绍多种实现阻抗匹配的物理结构，包括集总元件匹配（如电感、电容）和分布参数匹配（如微带线段、枝节）。分析不同匹配技术的优缺点，以及它们在不同频率和应用场景下的适用性。 第三章：射频滤波器设计基础 滤波器在射频系统中扮演着至关重要的角色，用于选择和抑制特定频率的信号。本章将从基本概念出发，介绍不同类型的射频滤波器，并探讨其设计原则和实现方法。 滤波器的基本类型与性能指标： 介绍低通、高通、带通、带阻等基本滤波器类型，以及它们在信号处理中的作用。深入理解滤波器的关键性能指标，如通带、阻带、截止频率、插入损耗、带内平坦度、阻带衰减、群延迟、选择性等。 滤波器响应类型： 详细讲解Butterworth（最大平坦）、Chebyshev（等波纹）、Inverse Chebyshev、Elliptic（Cauer）等不同滤波器响应类型，分析它们在通带和阻带特性上的权衡，以及各自的优缺点。 滤波器设计方法： 介绍将传输函数转换为物理电路的常用方法，如切比雪夫多项式法、巴特沃斯多项式法等。讲解如何根据给定的技术指标，选择合适的滤波器响应类型和阶数，并计算出滤波器各个元件的数值。 滤波器实现技术： 介绍集中参数滤波器（如LC滤波器）的设计与仿真，以及分布式参数滤波器（如微带线滤波器、脊形滤波器、耦合线滤波器）的设计原则。探讨不同滤波器实现技术在寄生效应、损耗、集成度等方面的差异。 第四章：射频放大器设计原理 放大器是射频系统中实现信号增益的关键模块。本章将深入探讨射频放大器的设计原理，从器件选择、偏置设置到增益、噪声系数、稳定性和功率性能的优化。 双端口网络分析与放大器基本模型： 回顾S参数在放大器分析中的应用，理解前向增益（S21）、回波损耗（S11, S22）、反向隔离（S12）等参数的意义。介绍单端口和双端口放大器的基本模型。 晶体管作为放大元件： 详细分析双极型晶体管（BJT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）在高频下的特性，如fT、fmax、增益-带宽积等。理解它们在射频放大器中的应用优势与局限性。 增益、噪声系数与稳定性： 讲解增益的实现方式，如单级、多级放大器设计。深入分析噪声系数（NF）的概念及其对接收机灵敏度的影响，介绍如何通过器件选择和匹配来优化噪声系数。重点阐述电路稳定性问题，理解K因子、Δ因子等稳定性判据，并介绍稳定电路的设计技术，如负反馈、匹配网络设计。 匹配网络的优化： 强调输入匹配和输出匹配对放大器增益、噪声系数和稳定性的综合影响。介绍如何利用Smith圆图来设计最优的输入和输出匹配网络，以实现最佳的性能折衷。 功率放大器（PA）基础： 初步介绍功率放大器的设计目标，如功率输出、效率、线性度等。简要介绍AB类、B类、C类等不同偏置方式对功率和效率的影响。 第二部分：高级主题与实用技术 第五章：射频振荡器与锁相环（PLL） 振荡器是产生射频信号的基础，而锁相环（PLL）则是实现精确频率控制和信号合成的关键技术。本章将深入探讨振荡器的设计原理以及PLL在现代通信系统中的重要作用。 振荡器的工作原理： 讲解正弦波振荡器的基本构成，包括放大器和正反馈网络。深入理解Barkhausen振荡判据，以及振荡器稳定工作的条件（增益和相位）。 常见振荡器类型： 介绍Colpitts、Hartley、Clapp、RC振荡器等经典振荡器电路，分析它们的结构特点和性能优势。 压控振荡器（VCO）设计： 重点讲解VCO的原理，即输出频率随控制电压变化。介绍实现VCO的常用技术，如变容二极管、MOSFET沟道电容等。分析VCO的调频斜率、线性度、相位噪声等关键参数。 锁相环（PLL）基本原理： 详细介绍PLL的组成模块：鉴相器（PD）、低通滤波器（LPF）和压控振荡器（VCO）。讲解PLL的工作机制，即通过反馈环路使输出信号的相位与参考信号同步。 PLL的性能指标： 分析PLL的捕获范围、锁定范围、锁定时间、相位噪声、抖动等关键性能指标，并阐述这些指标对系统性能的影响。 PLL的应用： 介绍PLL在频率合成、时钟恢复、解调器、数字通信系统中的广泛应用。 第六章：混频器与倍频器设计 混频器和倍频器是射频系统中用于改变信号频率的关键非线性电路。本章将深入讲解它们的原理、设计方法以及性能考量。 混频器的基本原理： 讲解混频器的核心功能：将两个输入信号（本地振荡器LO信号和射频RF信号）混合，产生新的频率分量，包括和频、差频以及各输入信号的谐波。 理想混频器模型： 介绍理想混频器的数学模型，分析其产生的新频率分量。 常见混频器结构： 详细介绍二极管混频器（单端、平衡、双平衡）、MOSFET混频器、Gilbert单元混频器等不同结构的原理、优缺点和适用场景。 混频器的关键性能指标： 深入理解转换损耗（Conversion Loss）、互调失真（IMD）、本振泄露、射频泄露、隔离度等参数，并分析它们对系统性能的影响。 倍频器设计： 讲解倍频器（倍频器）的工作原理，以及如何利用非线性器件产生输入信号的整数倍频率。介绍二极管倍频器、FET倍频器等实现方式。分析倍频器的效率、带外杂散抑制等问题。 第七章：射频开关与衰减器 射频开关和衰减器在信号路由、电平控制和系统调试中发挥着不可或缺的作用。本章将探讨这些器件的设计与应用。 射频开关： 开关类型： 介绍机械式射频开关、半导体射频开关（如PIN二极管开关、FET开关）的原理、特点和适用性。 关键参数： 讲解插入损耗、隔离度、开关速度、电压驻波比（VSWR）、线性度等参数。 应用： 介绍射频开关在多通道信号选择、天线切换、信号路径重构等方面的应用。 射频衰减器： 衰减器类型： 介绍固定衰减器（如T型、π型衰减器）和可变衰减器（如步进衰减器、连续衰减器）的设计原理。 关键参数： 讲解衰减值、频率响应、插入损耗、VSWR、功率处理能力。 应用： 介绍衰减器在信号电平控制、链路预算调整、接收机保护等方面的作用。 第八章：射频电磁兼容性（EMC）与信号完整性（SI） 随着射频系统集成度的不断提高，EMC和SI问题变得尤为突出。本章将关注射频电路中的EMC和SI挑战，并提供实用的设计与防护策略。 射频EMC基础： 辐射与耦合： 分析射频信号的辐射机理，以及不同耦合机制（电感耦合、电容耦合、电磁场耦合）在电路板上的传播。 EMC标准与测试： 简要介绍相关的EMC标准和测试方法。 射频信号完整性： 传输线理论回顾： 深入理解微带线、带状线等传输线的特性阻抗、传播延迟、损耗等。 反射与串扰： 详细分析阻抗不匹配导致的信号反射，以及信号线之间的串扰如何影响信号质量。 设计策略： 提出PCB布局布线中提高信号完整性的策略，包括走线长度控制、线宽线距优化、端接电阻的应用、接地层设计等。 屏蔽与滤波： 屏蔽技术： 介绍射频屏蔽的原理和方法，包括金属屏蔽罩、电磁屏蔽涂层等，以及如何实现有效的屏蔽。 滤波器的EMC应用： 讲解在电源线、信号线引入滤波电路，以抑制外部干扰或内部辐射。 接地与去耦： 强调良好的接地设计和有效的去耦电容布置在射频EMC/SI设计中的关键作用。 第三部分：案例分析与实践指导 第九章：低噪声放大器（LNA）设计实例 本章将通过一个具体的低噪声放大器设计案例，展示LNA的设计流程、理论计算与仿真验证。 LNA设计目标与选型： 设定具体的LNA性能指标（如增益、噪声系数、输入输出阻抗、带宽、功率等），并选择合适的晶体管器件。 输入匹配与输出匹配设计： 基于S参数和噪声参数，利用Smith圆图计算最优的输入匹配网络，以最小化噪声系数，并设计输出匹配网络以获得期望的增益。 偏置电路设计： 设计合适的偏置电路，为晶体管提供稳定的工作点，并分析偏置对LNA性能的影响。 稳定性分析与改善： 对设计的LNA进行稳定性分析，并根据需要设计稳定电路。 仿真验证： 使用射频仿真软件（如ADS）对设计的LNA进行S参数仿真、噪声系数仿真、功率扫描仿真等，与设计指标进行对比。 第十章：功率放大器（PA）设计实例 本章将以一个常见的功率放大器设计案例，阐述PA的设计思路、关键考量以及优化方法。 PA设计目标与器件选择： 明确PA的输出功率、效率、线性度、增益等指标，并选择合适的功率晶体管。 偏置策略与效率优化： 讨论不同偏置方式（如A类、AB类）对PA效率和线性的影响，设计合适的偏置电路。 匹配网络设计（考虑功率）： 设计输入和输出匹配网络，重点关注在高输出功率下的匹配效果，以及如何避免功率压缩和失真。 热设计考虑： 强调功率放大器产生的热量问题，以及散热设计的重要性。 仿真与调试： 进行PA的功率扫描、效率分析、IMD3分析等仿真，并介绍实际硬件调试中的注意事项。 第十一章：接收机与发射机子系统集成 本章将探讨如何将前面章节中介绍的各个射频模块（LNA、混频器、振荡器、PA等）集成到完整的接收机和发射机系统中，并分析系统级的性能考量。 接收机架构： 介绍超外差接收机、零中频（Zero-IF）接收机等典型架构，分析它们的优缺点。 发射机架构： 介绍基带信号处理、上变频、功率放大等发射机组成部分。 系统级性能分析： 讲解接收机灵敏度、选择性、动态范围，以及发射机输出功率、杂散发射、调制质量等系统级性能指标的定义和计算。 链路预算分析： 演示如何通过链路预算来评估整个系统的通信性能。 集成挑战： 讨论不同模块之间的相互影响，如LO馈入、寄生耦合、接地问题等，以及如何通过合理的系统规划和布局来克服。 第十二章：现代射频设计趋势与未来展望 本章将对当前射频设计领域的最新技术趋势进行探讨，并展望未来的发展方向。 多频多模技术： 介绍现代通信系统对多频段、多模兼容的需求，以及如何在单个芯片或模块中实现。 软件定义射频（SDR）： 探讨SDR的理念，即通过软件来重新配置射频功能，以实现更高的灵活性和可重构性。 集成电路（IC）技术： 介绍CMOS、SiGe、GaAs等不同半导体工艺在射频集成电路设计中的应用及其发展。 人工智能（AI）在射频设计中的应用： 探讨AI技术在参数优化、故障诊断、自适应控制等方面的潜在应用。 小型化与高集成度： 分析射频模块向小型化、高集成度发展的趋势，以及对设计带来的挑战。 新兴应用领域： 探讨射频技术在物联网（IoT）、5G/6G通信、雷达、医疗健康等新兴领域的应用前景。 通过本书的学习，读者将能够系统地掌握射频电路设计的基础理论、核心技术和实用方法，并能够独立地完成射频系统的设计、仿真与初步调试。本书旨在为射频工程师、通信工程师以及相关领域的研究者提供一本全面、深入且具有实践指导意义的参考手册。
用户评价
评分
我对手边的这本《ADS2011射频电路设计与仿真实例》的第一印象是它散发出的那种沉静而有力量的学术气息。封面设计上，没有过多的浮夸元素，而是用一种质朴的风格，将书名和作者信息清晰地呈现在眼前，传递出一种严谨、专业的气质。拿在手中的分量也恰到好处，预示着内容的丰富与扎实。翻开书页，纸张的质感相当不错，摸起来细腻且有韧性，印刷更是无可挑剔，字迹清晰锐利，排版布局合理，使得阅读过程更加舒适和高效。
评分初拿到这本《ADS2011射频电路设计与仿真实例》时，首先被其厚实的质感所吸引，拿在手里感觉很踏实。封面设计虽然朴素，但信息传达十分到位，书名和作者清晰可见，给人一种专业、严谨的感觉。翻开书页，纸张的触感细腻，印刷质量也相当不错，字迹清晰，排版也显得井然有序，这为接下来的深入阅读奠定了良好的基础。
评分这套书的整体包装给人一种专业且可靠的印象。封面设计延续了系列一贯的简洁风格，没有过多的修饰，重点突出书名和作者信息，显得十分稳重。书本的厚度适中，拿在手里有一定的分量，说明内容比较充实。纸张的质量也很好，触感光滑，印刷清晰，字迹锐利，长时间阅读也不会感到疲劳，整体来看，是一本制作精良的学术书籍。
评分这本书的封面设计相当朴实，没有花哨的图案，黄色的背景上是醒目的黑色宋体字，书名和作者的名字都一目了然。拿到手里，厚度适中，纸张的触感很不错，摸起来有种沉甸甸的实在感，不是那种轻飘飘的廉价纸。我翻开扉页，印制清晰，没有发现错别字或者模糊不清的地方。目录的排版也很有条理，章节划分清晰，能够大致了解本书内容的广度和深度。
评分这套书给我的第一印象是学术气息浓厚，装帧风格严谨，封面的设计简洁大气，虽然不像某些畅销书那样追求视觉冲击力，但传递出一种专业、可靠的信号。纸质的选择也很考究，翻阅时不易反光，文字清晰锐利，长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。书脊处的装订牢固，每一页都仿佛被精心呵护，让我对接下来的阅读充满了期待，感觉作者在内容和形式上都投入了极大的心血。
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