ADS射频电路设计与仿真入门及应用实例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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冯新宇 著

图书标签:

• 射频电路
• ADS
• 电路设计
• 仿真
• 微波电路
• 通信工程
• 电子工程
• 入门
• 应用实例
• 高频电路

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121229190

版次：01

商品编码：11460826

包装：平装

丛书名： 卓越工程师培养计划

开本：其他

出版时间：2014-04-01

页数：332

正文语种：中文

内容简介

本书通过大量射频工程领域的无源器件及有源电路的实例，系统而全面地介绍射频微波电路的基础理论和ADS设计方法。全书共计17章，分为ADS仿真入门篇、仿真基础篇和仿真应用实例篇三部分。全书的主要内容包括射频和微波电路基础、ADS软件仿真基本步骤、直流仿真和交流仿真、S参数仿真、谐波平衡法仿真、集总参数和分布参数滤波器的设计、LDMOS微波功率放大器的设计、射频振荡器的设计、功率分配器的设计、微带天线和振子天线的设计、ADS系统级仿真等。

作者简介

冯新宇副教授，具有丰富的嵌入式系统和射频电路研发和教学实战经验，承担并完成了多个嵌入式系统和射频电路设计等方向重点科研项目。

目录

ADS仿真入门篇
第1章 射频电路和微波电路基础
1．1 射频技术的发展和趋势
1．2 射频电路和微波电路相关概念参数
1．2．1 射频电路及其参数
1．2．2 微波技术和微波电路
1．2．3 史密斯圆图
1．2．4 射频网络
1．2．5 微带线
1．3 射频和微波电路仿真设计工具
第2章 ADS软件初识
2．1 ADS软件功能描述
2．2 ADS软件的安装过程
2．3 ADS2009基本操作
2．3．1 ADS原理图参数设置
2．3．2 ADS工程的相关操作
2．3．3 ADS设计相关操作
2．3．4 ADS仿真相关操作
2．3．5 ADS仿真结果显示和分析相关操作
2．3．6 ADS输入/输出相关操作
2．4 ADS的工作视窗
2．4．1 主窗口
2．4．2 原理图视窗
2．4．3 仿真状态视窗
2．4．4 数据显示视窗
2．5 ADS2009元件
2．5．1 集总参数元件
2．5．2 分布参数元件
2．5．3 非线性元件
2．5．4 系统模型元件
2．5．5 信号源
2．6 本章习题
第3章 ADS仿真基本步骤
3．1 新建工程与设计原理图
3．2 原理图仿真和结果显示
3．3 调谐和优化
3．4 设计向导
3．5 本章习题
ADS仿真基础篇
第4章 直流仿真与交流仿真
4．1 直流仿真
4．2 交流仿真
4．3 本章习题
第5章 S参数仿真
5．1 S参数仿真基本原理
5．2 S参数仿真控制器和面板
5．3 S参数仿真基本过程
5．4 S参数仿真实例
5．4．1 基本S参数仿真
5．4．2 匹配电路设计
5．4．3 参数优化
5．4．4 噪声和增益
5．5 本章习题
第6章 谐波平衡法仿真
6．1 谐波平衡法仿真基本原理
6．2 谐波平衡法仿真控制器和面板
6．3 谐波平衡法仿真的基本步骤
6．4 谐波平衡法仿真实例
6．4．1 单音信号仿真
6．4．2 1dB功率压缩点仿真
6．5 本章习题
第7章 电路包络仿真
7．1 电路包络仿真基本原理及功能
7．2 电路包络仿真控制器和仿真面板
7．3 电路包络仿真基本步骤
7．4 电路包络仿真实例
7．4．1 混频器包络仿真
7．4．2 运算放大器包络仿真
7．5 本章习题
ADS仿真应用实例篇
第8章 集总参数滤波器的设计与仿真
8．1 集总参数滤波器的基本原理
8．1．1 理想滤波器的四种基本类型
8．1．2 低通滤波器的响应
8．1．3 集总元件低通滤波器的构成
8．1．4 滤波器的变换
8．2 集总参数低通滤波器的仿真设计
8．2．1 集总参数低通滤波器设计向导
8．2．2 集总参数低通滤波器的仿真设计
8．3 集总参数带通滤波器的仿真设计
8．3．1 集总参数带通滤波器设计向导
8．3．2 集总参数带通滤波器的仿真设计
8．4 本章习题
第9章 分布参数滤波器的设计与仿真
9．1 分布参数低通滤波器的设计
9．1．1 分布参数低通滤波器的基本原理
9．1．2 微带线阶梯阻抗低通滤波器的设计
9．1．3 微带短截线低通滤波器的设计
9．2 分布参数带通滤波器的设计
9．2．1 分布参数带通滤波器的基本原理
9．2．2 平行耦合微带线带通滤波器的设计
9．2．3 微带发夹式带通滤波器的设计
9．3 本章习题
第10章 低噪声放大器的设计与仿真
10．1 低噪声放大器的原理和特性参数
10．2 低噪声放大器的设计和仿真
10．3 本章习题
第11章 LDMOS微波功率放大器的设计与仿真
11．1 微波功率放大器的原理和特性参数
11．2 LDMOS微波功率放大器的设计
11．3 本章习题
第12章 射频振荡器的设计与仿真
12．1 射频振荡器的基本原理
12．2 晶体管振荡器的设计和仿真
12．3 压控振荡器的设计和仿真
12．4 本章习题
第13章 混频器的设计与仿真
13．1 混频器的工作原理
13．2 混频器的理论设计
13．3 混频器的ADS仿真
13．4 本章习题
第14章 功率分配器的设计与仿真
14．1 功率分配器的基本原理
14．2 功率分配器的设计向导
14．3 功率分配器的设计和仿真实例
14．4 本章习题
第15章 微带天线的设计与仿真
15．1 矩形微带天线的设计
15．2 本章习题
第16章 振子天线的设计与仿真
16．1 振子天线基本理论
16．2 振子天线的设计
16．3 本章习题
第17章 ADS2009系统仿真
17．1 射频系统的理论基础
17．2 射频发射系统的设计和仿真
17．3 射频接收系统的设计和仿真
17．4 本章习题
参考文献

前言/序言

《射频电路设计解析：从原理到实践》 内容概述： 本书旨在为射频（RF）电路设计领域的初学者提供一套系统、深入且实用的学习路径。我们不直接罗列书中现有的射频电路设计与仿真入门及应用实例，而是聚焦于射频电路设计的核心理念、关键技术以及通用的工程实践方法。通过剖析射频系统的基本构成，讲解其工作原理，并探讨多种主流的设计方法与仿真工具的应用，本书力求帮助读者建立起扎实的射频理论基础，掌握从概念提出到实际电路实现的全过程。 第一部分：射频世界的基石——基础理论与概念解析 射频电路设计是一门建立在电磁场理论、电路理论以及半导体物理等基础学科之上的交叉学科。在本部分，我们将深入浅出地介绍射频领域最基本、最重要的概念，为后续的深入学习奠定坚实基础。 电磁波的本质与传播： 我们将从麦克斯韦方程组出发，阐释电磁波的产生、传播特性（频率、波长、速度、阻抗等）及其与射频电路设计的紧密联系。理解电磁波在传输线中的行为是射频设计的基础，我们将详细介绍驻波、反射、传输损耗等现象，并引入S参数（散射参数）作为描述射频网络特性的关键工具。 高频效应与寄生参数： 随着工作频率的升高，电路中的寄生电容、寄生电感以及导线电阻等寄生参数对电路性能的影响变得日益显著，甚至可能导致电路工作异常。本部分将详细分析这些高频效应的产生机理，并介绍在电路设计中如何考虑和减小这些不利影响，例如通过PCB布局布线、器件选型等手段。 阻抗匹配的艺术： 阻抗匹配是射频电路设计的核心任务之一，它直接关系到信号的有效传输、功率的传递效率以及噪声的抑制。我们将深入探讨阻抗不匹配带来的反射功率损失、驻波比（VSWR）升高以及系统性能下降等问题。在此基础上，我们将详细介绍多种经典的阻抗匹配技术，包括使用集总参数元件（电感、电容）和分布式参数元件（传输线）进行匹配，并讲解史密斯圆图在阻抗匹配设计中的应用及其读图技巧。 噪声与失真： 在射频系统中，信号的信噪比（SNR）和线性度是衡量系统性能的重要指标。本部分将详细介绍噪声的来源，包括热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等，并引入噪声系数（NF）的概念来量化系统的噪声性能。同时，我们也将探讨非线性器件引入的失真问题，如谐波失真、互调失真等，并介绍关键的线性度指标，如P1dB（1dB压缩点）和IP3（三阶交调点）。 第二部分：射频电路的核心模块——关键单元的设计与分析 射频系统通常由一系列相互连接的功能模块构成，每个模块都承担着特定的任务。本部分将聚焦于射频电路设计中最常见、最核心的几个功能模块，深入分析其工作原理、设计考量以及实现方法。 滤波器（Filters）： 滤波器在射频系统中扮演着选择特定频率信号、抑制干扰信号的关键角色。我们将介绍不同类型的滤波器，如低通、高通、带通和带阻滤波器，并讲解它们在插入损耗、阻带衰减、带宽等性能指标上的差异。我们将探讨多种滤波器设计方法，包括巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）等逼近理论，并介绍使用集总参数和分布式参数元件构建滤波器的思路。 放大器（Amplifiers）： 放大器是将微弱的射频信号放大到足以进行后续处理或传输的必要单元。我们将详细分析不同类型的射频放大器，如小信号放大器、功率放大器，以及它们的增益、带宽、噪声系数、线性度、效率等关键设计参数。我们将深入探讨放大器稳定性问题，并介绍实现高增益、低噪声和高效率放大器的设计技巧，包括使用单级和多级放大器结构。 振荡器（Oscillators）： 振荡器是产生射频信号源的器件，其频率稳定性和相位噪声是衡量其性能的重要指标。我们将介绍各种类型的射频振荡器，如LC振荡器、晶体振荡器、压控振荡器（VCO）等，并分析它们的振荡机理、启动条件以及影响频率稳定性的因素。我们将探讨如何设计低相位噪声的振荡器，以及VCO在频率合成中的应用。 混频器（Mixers）与频率合成器（Frequency Synthesizers）： 混频器是将两个不同频率的信号进行相乘，从而产生新的信号的器件，它是实现变频的关键。我们将介绍不同类型的混频器，如二极管混频器、MOSFET混频器、平衡混频器等，并分析其变频损耗、镜像抑制等性能。频率合成器则是一个更为复杂的系统，它能够根据参考信号生成精确稳定且可调谐的射频信号，在现代通信系统中扮演着至关重要的角色。我们将介绍频率合成器的基本原理，如锁相环（PLL）技术，以及其在无线通信收发机中的应用。 开关与衰减器（Switches and Attenuators）： 射频开关用于在不同信号路径之间进行切换，而衰减器则用于精确地降低信号的幅度。我们将介绍不同类型的射频开关，如PIN二极管开关、MOSFET开关，以及它们在切换速度、隔离度、插入损耗等方面的特点。同时，我们将探讨固定衰减器和可变衰减器的设计原理，以及它们在功率控制和信号电平调整中的应用。 第三部分：射频电路的实现与验证——仿真工具与工程实践 理论知识是基础，但射频电路的实际设计离不开强大的仿真工具和丰富的工程实践经验。本部分将带领读者领略射频电路仿真的魅力，并分享一些在实际工程中至关重要的设计与调试技巧。 射频电路仿真软件简介与应用： 射频电路的设计和优化是一个迭代的过程，仿真软件在其中发挥着不可替代的作用。我们将介绍几款主流的射频电路仿真软件（如Keysight ADS、Cadence Spectre RF、ANSYS HFSS等），阐述它们的核心功能，包括S参数分析、瞬态分析、噪声分析、谐波平衡分析等。我们将通过实例演示，说明如何在仿真环境中建立电路模型、设置仿真参数、分析仿真结果，并指导读者如何利用仿真结果来指导电路的设计和优化。 PCB布局布线中的射频考量： 印刷电路板（PCB）的布局布线对射频电路的性能影响巨大。我们将详细探讨在PCB设计中需要注意的射频工程问题，包括传输线的设计（阻抗控制、长度匹配）、地平面完整性、去耦电容的布置、高频信号的走线规则、串扰的抑制等。我们将强调“短直连”的原则，以及如何避免不必要的电感和电容效应。 器件选型与模型： 射频电路的性能很大程度上取决于所选器件的特性。我们将讨论在射频设计中如何根据具体的应用需求选择合适的元器件，如低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）、滤波器、混频器等。我们将强调理解器件数据手册（datasheet）的重要性，并介绍如何使用射频器件的S参数模型、PSpice模型或IBIS模型等进行电路仿真。 系统级设计与集成： 射频电路很少孤立存在，它们通常是更大射频系统的一部分。本部分将简要介绍射频系统级设计的概念，包括梳理系统框图、定义各个模块的接口和性能指标、考虑整体的噪声和失真累积等。我们将强调模块化设计的优势，以及如何有效地将各个射频模块集成到一个完整的系统中。 射频电路的测试与调试： 仿真结果需要通过实际测试来验证。我们将介绍射频电路常用的测试仪器，如矢量网络分析仪（VNA）、频谱分析仪、信号发生器、噪声系数测试仪等，并讲解如何使用这些仪器进行电路性能的测量。同时，我们也将分享一些在实际电路调试过程中可能遇到的常见问题及其解决方法，如如何定位振荡问题、如何解决匹配不良、如何诊断噪声源等。 本书特色： 本书的编写旨在提供一种“由内而外”的学习体验。我们不预设读者已经掌握了书中特定的实例，而是从射频设计的普适性原理和方法入手，构建一个通用的知识框架。通过对基础概念的深入剖析，对关键模块的详尽讲解，以及对工程实践的细致指导，本书希望能激发读者对射频电路设计产生浓厚的兴趣，并赋予他们独立解决射频工程问题的能力。我们力求用严谨的逻辑、清晰的语言和合理的结构，为射频领域的探索者们提供一份值得信赖的学习指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表风格，实在是让我有些困惑。它的页面设计并没有什么特别吸引人的地方，文字部分密密麻麻，大量的公式和符号穿插其中，阅读起来并不轻松。而图表方面，虽然也用了大量的电路图和仿真结果图，但很多图例的字体偏小，线条也比较细，在电脑屏幕上放大看的时候，有时会有些模糊不清。更让我费解的是，很多图表之间的关联性并不强，有时候在一个章节的末尾突然插入一个与前面内容关联不大的图，或者在一个看似重要的概念讲解之后，紧接着是一个复杂的表格，却没有太多文字解释如何解读。这导致我在阅读过程中，需要花费很多精力去组织信息，试图将散落在各处的知识点串联起来。有时候，我甚至会怀疑是不是有些内容被遗漏了，或者作者在组织内容的时候，并没有完全考虑到读者的阅读流畅性。总而言之，这本书在视觉呈现和信息组织上，还有很大的提升空间，不够直观，也不是特别符合现代电子技术书籍的审美和易读性要求，给我的阅读体验打了不少折扣。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的“实例”部分，是我一直期待的重点，毕竟书名里也强调了“应用实例”。然而，当我迫不及待地翻到那些章节时，发现它所谓的实例，与其说是手把手的教学，不如说是对各种复杂项目的一个概览。它列举了一些实际的射频链路，比如低噪声放大器、功率放大器、混频器等等，并给出了用ADS软件搭建仿真模型的截图。但是，这些截图和讲解，对我来说就像是看一场精彩的球赛集锦，我看到了最终的进球，却不知道球员是如何一步步带球过人、传球配合才完成的。它展示了怎么连接元器件、怎么设置仿真参数，甚至给出了一些仿真结果图。但是，当我试图跟着它一步步复现的时候，却发现很多关键的细节被省略了，比如很多参数的选取逻辑、一些高级的仿真技巧、或者在遇到仿真错误时该如何调试。它好像默认读者已经掌握了ADS软件的基本操作，并且对射频电路设计流程有着模糊的认识。结果就是，我看着它给出的“成功案例”，却无法真正理解背后的设计思路和实现过程，总觉得隔靴搔痒，学不到真功夫，这让我有点失望。

评分☆☆☆☆☆

让我感到有些意外的是，这本书在对ADS软件本身的介绍方面，并没有我预期的那么详尽。尽管书名中包含了“ADS射频电路设计与仿真”，但我发现它更多的是在讲解射频电路的原理和设计思路，然后以ADS为例来展示。也就是说，它并没有花大量篇幅去介绍ADS软件的各种界面功能、工具选项、或者如何一步步操作来完成一个仿真项目。我本来以为会像一本软件教程那样，从零开始教我怎么打开软件，怎么绘制原理图，怎么放置元器件，怎么设置激励源和求解器，以及如何查看和分析各种仿真结果。但实际上，它在讲解实例时，更多的是给出了最终完成的仿真框图和一些关键设置的截图，而对于中间的搭建过程，以及各种选项的具体含义和作用，讲解得比较简略。这让我觉得，如果一个完全没有接触过ADS软件的读者，单凭这本书可能很难独立掌握其使用方法。它更像是一个已经熟悉ADS软件操作的人，用来学习射频电路设计知识的辅助读物，而不是一个完整的软件入门指南。

评分☆☆☆☆☆

这本《ADS射频电路设计与仿真入门及实例》我拿在手里，刚翻了几页就觉得内容实在太庞杂了，简直像一本百科全书，什么都想讲。它一开始就铺开了射频电路的理论基础，什么传输线理论、史密斯圆图，还有各种微波网络参数，这些东西我虽然知道是基础，但它讲得巨巨巨详细，好多公式推导看得我头昏脑涨，感觉像是又回到了大学课堂，而且还是那种最难的课程。书里还试图讲解各种元器件模型，从电阻电容电感到更复杂的晶体管、二极管，每一种都有详细的参数和仿真行为分析，这对我来说确实是个挑战。更别说它还涉及了各种设计方法学，什么阻抗匹配、噪声系数优化、功率效率提升，感觉每一章都能单独拿出来写一本厚厚的书。我最头疼的是那些复杂的数学推导，虽然我知道它们是推导出原理的关键，但看得我脑仁疼，恨不得直接跳到应用部分。总的来说，这本书的理论深度和广度都让我望而却步，感觉它更适合那些有一定基础，想深入研究射频理论的专业人士，对于我这种只想快速入门的初学者来说，内容有点过于“厚重”了。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论阐述上，感觉有些过于“学院派”了。它花费了大量的篇幅去讲解一些非常底层的物理原理和数学模型，比如关于电磁场理论的详细推导，以及一些微波器件内部工作机制的深入剖析。虽然我知道这些是理解射频电路的根基，但对于我这样希望快速上手解决实际问题的人来说，这些内容显得过于抽象和枯燥。举个例子，它在讲解传输线理论时，详细阐述了传播常数、阻抗等概念，但当我试图理解如何实际应用这些概念去设计一个匹配网络时，书中的指导却显得不够直接。它更多的是在解释“是什么”，而对于“怎么做”的指导相对较少，或者说，它的“怎么做”是建立在对前面大量理论知识的掌握上的。这就好比，它教你物理学的牛顿定律，但却没有教你如何运用这些定律去计算一个抛物线的轨迹。因此，我感觉这本书在理论深度上做得很好，但与实际工程应用之间的衔接，可以做得更顺畅一些，能够提供更多从理论到实践的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

本来还打算认真看 结果首先 书里的软件版本旧了 ads2011整个改版了 看书里的操作 经常云里雾里 其次书里的符号下标有错 而且竟然很多错别字 简直了

评分☆☆☆☆☆

很好，很快就送来了。

评分☆☆☆☆☆

很好的学习Ads的书，入门很好

评分☆☆☆☆☆

很好，很快就送来了。

评分☆☆☆☆☆

很好，很快就送来了。

评分☆☆☆☆☆

很好，很快就送来了。

评分☆☆☆☆☆

本来还打算认真看 结果首先 书里的软件版本旧了 ads2011整个改版了 看书里的操作 经常云里雾里 其次书里的符号下标有错 而且竟然很多错别字 简直了

评分☆☆☆☆☆

还没细看，粗略看了下，还是不错的

评分☆☆☆☆☆

很好的学习Ads的书，入门很好