微波及无线应用中的六端口技术 [The Six-port Technique With Microwave And Wireless Applications] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[加] 加努希，穆罕默迪 著，张旭春，刘刚，鞠智芹，谢军伟 译

图书标签:

• 微波技术
• 无线通信
• 六端口技术
• 射频电路
• 网络分析
• 阻抗匹配
• 散射参数
• 微波测量
• 无线应用
• 电路设计

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118099904

版次：1

商品编码：11690473

包装：平装

外文名称：The Six-port Technique With Microwave And Wireless Applications

开本：16开

出版时间：2015-03-01

用纸：胶版纸

页数：149

字数：1930

内容简介

　　微波及无线系统设计中的主要问题之一是采用低成本技术的同时保证高性能。在关键网络的设计方面，六端口技术就能够顾及到这一点。针对这一课题，《微波及无线应用中的六端口技术》从RF测量技术、多端口设计等基本原理出发，到矢量网络分析仪、软件无线电及雷达等各种领域的应用，进行了全面细致的概括。作为第1本六端口应用及原理方面的书，《微波及无线应用中的六端口技术》对从事微波及无线通讯领域的、寻求解决成本效率问题的专业人员提供了新的一站式的指导。

目录

第1章 六端口技术介绍
1.1 微波网络理论
1.1.1 功率及反射
1.1.2 散射参数
1.2 微波电路设计技术
1.2.1 微波传输线
1.2.2 微波无源电路
1.2.3 加工工艺
1.3 六端口电路
1.3.1 微波网络测试
1.3.2 无线应用
1.3.3 微波应用
参考文献

第2章 六端口基本理论
2.1 六端口反射计分析
2.2 线性模型
2.3 二次模型
2.4 六端口的等效四端口减缩理论
2.5 误差盒模型的计算
2.6 功率测量
2.7 带参考端口的六端口反射计
2.8 测量精度估计
参考文献

第3章 六端口结的设计
3.1 六端口结的设计考虑
3.2 波导六端口结
3.3 频率补偿最优六端口结
3.4 频率补偿准最优六端口结
3.5 基于对称五端口环形结的六端口结
3.6 采用波导／带状线混合技术的高功率六端口结
3.7 最坏情况误差估计
参考文献

第4章 校准技术
4.1 使用七个标准件的校准方法
4.2 使用五个标准件的线性校准方法
4.3 使用四个标准件的非线性校准方法
4.4 使用三个标准件的非线性校准方法
4.5 基于有源负载综合的自校准方法
4.6 动态范围的扩展
4.7 二极管线性化技术
4.8 功率校准技术
参考文献

第5章 六端口网络分析仪
5.1 概述
5.2 互易二端口DUT情形
5.3 任意二端口DUT情形
5.4 基于六端口的去嵌入技术原理
5.5 二端口的去嵌入技术
5.6 误差盒参数的计算
5.7 任意DUT S参数的确定
5.8 三二六端口网络分析仪
5.9 N-六端口网络分析仪
5.10 单个六端口结组成的矢量网络分析仪
5.11 N端口校准算法
参考文献

第6章 基于六端口技术的源／负载牵引测试
6.1 源牵引／负载牵引测量原理
6.2 测试端口为任意阻抗时阻抗及功率的测试
6.3 反向式六端口工作原理
6.3.1 反向式六端口反射计的校准
6.3.2 反向六端口测试中的误差盒计算
6.3.3 讨论
6.4 采用六端口结的源牵引测试结构
6.4.1 无源源牵引测试结构
6.4.2 有源源牵引测试结构
6.5 采用六端口的负载牵引测试结构
6.5.1 无源负载牵引测试结构
6.5.2 分支式有源负载牵引测试结构
6.5.3 环路式有源负载牵引测试结构
6.6 基于六端口的源牵引／负载牵引测试结构
6.7 在片负载牵引测量中的去嵌入技术
6.7.1 校准及测量技术
6.8 源牵引测试技术应用
6.8.1 低噪声放大器特性测量
6.8.2 混频器特性测量
6.8.3 功率放大器特性测量
6.9 源牵引／负载牵引振荡器测试
6.9.1 测试端口阻抗可变的六端口反射计
6.9.2 振荡器特性测试
6.10 采用有源负载牵引的微波晶体管的AM-AM／AM-PM失真测量
6.10.1 工作原理
6.10.2 测试方法
6.11 功率放大器特性及优化中的时域波相关器
6.11.1 时域波形测量
6.11.2 多谐波六端口反射计
6.11.3 时域电压电流测试
参考文献

第7章 六端口的无线系统应用
7.1 多端口收发机
7.1.1 多端口调制器
7.1.2 多端口解调器
7.2 六端口接收机
7.2.1 五端口接收机
7.2.2 六端口接收机申的噪声
7.2.3 六端口接收机的校准
7.2.4 六端口接收机的带宽
7.3 六端口在软件无线电中的应用
7.3.1 软件无线电应用中的五端口结
7.4 六端口的超宽带应用
7.4.1 六端口脉冲调制器
7.4.2 六端口脉冲解调器
7.4.3 UWB申的五端口接收机
7.5 毫米波无线电系统中的六端口
7.6 六端口接收机与传统接收机的对比
7.6.1 RF性能
7.6.2 其他方面
7.7 相控阵系统中的六端口
参考文献

第8章 六端口的微波应用
8.1 六端口微波反射计
8.1.1 六端口反射计
8.1.2 高功率微波反射计
8.2 六端口波相关器
8.2.1 基本概念
8.2.2 校准系统
8.2.3 波相关器结构
8.2.4 采用六端口波相关器的波达方向测试
8.2.5 采用六端口波相关器的多普勒频率估计
8.3 六端口在测向仪中的应用
8.4 六端口在雷达中的应用
8.4.1 六端口多普勒探测器
8.4.2 六端口距离探测器
8.4.3 六端口雷达结构
8.4.4 六端口雷达校准
8.5 采用六端口的天线测量
8.5.1 近场天线测量
8.5.2 极化测量
8.6 六端口材料特性测量
8.6.1 测试系统
8.6.2 探针模型分析
8.6.3 探针校准
8.7 采用六端口的光学测量
8.7.1 光学六端口结设计
8.7.2 光学六端口分析

参考文献

前言/序言

微波及无线应用中的六端口技术 引言 在日新月异的电子工程领域，微波与无线通信技术扮演着至关重要的角色，它们不仅是现代社会信息传递的基石，更是科学研究与工业创新不竭的驱动力。随着通信需求的爆炸式增长以及系统性能要求的不断攀升，对更高精度、更广带宽、更低功耗的信号处理与测量技术的需求也愈发迫切。在这样的背景下，以其独特的结构优势和卓越的性能表现，六端口技术应运而生，并逐渐在微波及无线领域展现出巨大的应用潜力。 本書《微波及无线应用中的六端口技术》旨在深入探讨六端口技术的基本原理、关键设计方法以及其在各类微波及无线应用中的具体实现与优化。我们将从基础理论出发，逐步深入到复杂的系统设计，最终聚焦于其在现代无线通信、雷达探测、射频测量等前沿领域的实际应用。本书的目标读者包括但不限于通信工程、电子信息工程、电磁场与微波技术等相关专业的本科生、研究生，以及从事微波和无线系统设计、研发和测试的工程师和科研人员。 第一部分：六端口技术基础理论 第一章：射频能量分配与耦合 在深入六端口网络之前，理解射频能量是如何在电路中进行分配和耦合至关重要。本章将首先回顾射频传输线的特性阻抗、相移以及功率传输的基本概念。随后，我们将详细介绍各种基本的射频耦合器，如180度混合耦合器、90度混合耦合器（迈克尔逊耦合器）以及定向耦合器。通过对这些基本耦合器的原理、性能参数（如耦合度、隔离度、方向性）以及等效电路模型的深入分析，为理解六端口网络的构建奠定坚实的理论基础。我们将重点阐述这些耦合器如何实现对射频信号的定向划分和功率分配，并引入S参数的概念来量化这些网络的行为。 第二章：六端口网络的定义与基本原理 本章将正式引入六端口网络的定义。我们将阐述一个理想的六端口网络具有六个独立的端口，其输入端口接收射频信号，并通过内部的特定结构将该信号按照一定的比例和相位关系分配到其他端口。我们将深入探讨六端口网络的数学描述，主要通过S参数矩阵来表征其射频特性。我们将详细解析六端口网络的S参数矩阵的结构特点，以及如何从S参数中推导出网络的内部结构和能量分配特性。 第三章：理想六端口网络的理论分析 在没有损耗和失配的情况下，对理想的六端口网络进行理论分析是理解其核心功能的关键。本章将基于理想化的模型，推导六端口网络的S参数在满足一定约束条件下的形式。我们将介绍几种经典的理想六端口网络结构，例如基于多对耦合器的级联或并行组合。通过数学推导，我们将揭示这些结构如何实现特定的能量分配和相位变换。例如，我们将分析一个理想的六端口网络如何能够将输入信号的功率精确地分配到四个输出端口，并探讨这些分配比例和相位关系是如何由网络的内部结构决定的。我们还将引入“平方和”定理等相关理论，说明在理想情况下，输入功率与各输出端口功率之和的关系。 第四章：多功能性与能量分配模式 六端口网络最突出的特点之一在于其多功能性，能够通过改变激励端口或探测不同端口的信号，实现多种不同的功能。本章将深入分析六端口网络在不同激励和探测模式下的行为。我们将探讨如何通过简单的端口选择和信号测量，实现诸如功率测量、阻抗测量、相位测量、频率测量等多种射频信号参数的识别。我们将分析不同能量分配模式下的网络特性，以及如何通过这些模式的切换来实现不同的测量功能。例如，我们将展示如何通过测量某个端口的反射信号和通过网络的信号，来推断未知负载的阻抗。 第二部分：六端口网络的设计与实现 第五章：基于耦合器结构的六端口网络设计 本章将详细介绍基于传统射频耦合器（如90度混合耦合器、定向耦合器）构建六端口网络的具体设计方法。我们将展示如何通过巧妙的级联和并行组合，将多个耦合器组装成一个功能性的六端口网络。我们将重点阐述不同耦合器组合方式对最终网络性能的影响，并提供详细的设计步骤和计算公式。例如，我们将介绍一种经典的由四个90度混合耦合器构成的六端口网络设计，并分析其S参数的计算过程。我们将讨论如何在设计中考虑耦合器的耦合度、隔离度、方向性等关键参数对整个六端口网络性能的影响。 第六章：基于传输线结构的六端口网络设计 除了传统的耦合器，传输线本身也可以作为构建射频网络的基本单元。本章将探索如何利用微带线、带状线等传输线结构来设计六端口网络。我们将讨论传输线的长度、宽度、介电常数等参数对网络特性的影响。本章将介绍基于不同传输线段的组合，实现能量分配和相位变换的设计思想。例如，我们将探讨如何利用不同长度的传输线段来构建具有特定相位关系的端口，并分析其S参数的推导。我们将强调在设计中如何优化传输线结构的尺寸以达到预期的性能指标。 第七章：集成电路与平面技术在六端口网络设计中的应用 随着半导体制造技术的不断发展，将射频器件集成到单芯片已成为可能。本章将介绍如何在集成电路（IC）和平面技术（如PCB）中实现六端口网络的设计。我们将讨论基于这些技术的优势，如小型化、低成本、高集成度等。本章将重点介绍微带、带状线、贴片电感、贴片电容等平面元件在六端口网络设计中的应用。我们将分析在IC和PCB设计中需要考虑的寄生效应、损耗以及版图优化等问题。例如，我们将讨论如何利用PCB蚀刻工艺来制作精确的传输线和耦合器，以及如何在IC设计中实现高精度、低损耗的射频器件。 第八章：六端口网络的损耗与失配分析及优化 在实际的六端口网络设计与实现中，不可避免地会存在损耗和阻抗失配，这些因素会严重影响网络的性能。本章将深入分析损耗（如导体损耗、介质损耗）和失配（如端口阻抗不匹配）对六端口网络S参数的影响。我们将介绍评估和量化这些不利因素的常用方法，如回波损耗、插入损耗。本章将重点探讨如何通过优化器件参数、进行阻抗匹配设计、采用差分结构等技术来降低损耗和改善失配，从而提高六端口网络的整体性能和测量精度。我们将讨论使用匹配网络、优化器件布局以及选择低损耗材料等方法来改善网络性能。 第三部分：六端口技术在微波及无线应用中的实践 第九章：射频参数测量中的六端口技术应用 六端口网络在射频参数测量领域具有广泛的应用，尤其是在矢量网络分析仪（VNA）的设计与实现中。本章将详细介绍如何利用六端口网络作为核心器件，构建高精度、低成本的VNA。我们将分析六端口网络如何通过测量不同端口的电压和相位信息，实现对未知网络的S参数、阻抗、增益、相位等关键参数的测量。本章将提供具体的测量流程和算法，并分析其测量精度和动态范围。我们将深入探讨六端口VNA相对于传统VNA的优势，如结构简单、功耗低等，并介绍其在天线测试、滤波器测量、放大器表征等方面的具体应用案例。 第十章：无线通信系统中的六端口技术应用 随着5G、6G等新一代无线通信技术的不断发展，对信号的精确调制、解调以及多端口天线系统的性能优化提出了更高要求。本章将探讨六端口技术在现代无线通信系统中的创新应用。我们将介绍如何利用六端口网络实现高效的信号调制解调器，例如数字调制信号的直接生成与识别。此外，本章还将重点关注六端口技术在多输入多输出（MIMO）天线系统中的应用，例如用于实现波束赋形、信道状态信息（CSI）估计以及多用户检测等功能。我们将分析六端口MIMO系统在提高频谱效率、增强通信鲁棒性方面的潜力。 第十一章：雷达探测与目标识别中的六端口技术应用 雷达系统是无线技术的重要应用领域之一，其性能的提升直接关系到目标探测、跟踪和识别的精度。本章将深入分析六端口技术在雷达系统中的应用。我们将介绍如何利用六端口网络实现高精度的雷达信号处理，例如用于目标距离、速度和角度的精确测量。此外，本章还将探讨六端口技术在雷达目标识别中的潜力，例如通过分析目标的雷达散射截面（RCS）和回波信号特征来实现对目标的分类与识别。我们将分析六端口雷达在提高探测灵敏度、降低杂波干扰以及实现复杂场景下的目标识别能力方面的优势。 第十二章：其他微波及无线应用中的六端口技术 除了上述主要应用领域，六端口技术还在许多其他微波及无线应用中展现出独特的价值。本章将对这些应用进行概览。我们将介绍六端口技术在射频识别（RFID）系统中的应用，例如用于实现更高效的标签读取和数据传输。此外，本章还将探讨六端口技术在射频能量收集、微波成像、射频功率放大器线性化等方面的潜在应用。我们将分析六端口技术在这些不同领域如何发挥其能量分配、信号测量或系统集成方面的独特优势，为未来的技术发展提供新的思路。 结论与展望 第十三章：六端口技术的发展趋势与未来展望 本章将对六端口技术的发展进行总结，并展望其未来的发展趋势。我们将回顾本书所讨论的主要内容，并在此基础上对六端口技术未来的发展方向进行预测。我们将探讨在材料科学、半导体技术、人工智能等领域的新进展如何为六端口技术的进一步发展提供动力。例如，新材料的开发可能带来更高频率、更低损耗的六端口器件；人工智能算法的应用可能进一步提升六端口测量系统的智能化和自动化水平。本书将展望六端口技术在下一代无线通信、物联网、医疗健康等新兴领域的应用前景，并为相关领域的研究人员和工程师提供未来的研究方向和技术启示。 附录：常用射频公式与表格 为方便读者查阅和应用，本书附录将包含一些常用的射频工程公式、参数定义以及常见元器件的性能参数表格，例如S参数的定义与计算、功率增益与损耗的换算、常用耦合器的性能参数列表等。 参考文献 本书列出了相关的学术论文、技术报告和标准文件，为读者提供进一步深入研究的参考资源。 致谢 感谢所有为本书的完成提供帮助和支持的个人和机构。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在射频电路设计领域摸爬滚打的工程师，我对任何能够提升测量精度、简化系统复杂度的技术都充满期待。传统的微波测量仪器，虽然功能强大，但往往价格昂贵，体积庞大，而且操作也相对繁琐。我一直关注着是否有什么创新的技术能够打破这种局面，让更广泛的工程师和研究者都能便捷地进行高效的射频测量。这本书的“六端口技术”听起来就像是一种潜在的革命性方法，它或许能够通过更简洁的硬件结构实现原本需要复杂仪器才能完成的任务。我希望能从这本书中了解六端口技术的基本原理，它是如何巧妙地利用多端口网络的特性来提取电磁场信息，以及它在功率测量、阻抗匹配、矢量网络分析等方面的具体优势。如果这本书能提供一些实际的电路设计实例或者设计思路，那就更加完美了。

评分☆☆☆☆☆

在我学习射频和微波工程的本科阶段，对各种网络参数、S参数、阻抗变换等概念总是感到有些抽象和难以直观理解。虽然课本上有很多公式和推导，但要把它们与真实的器件和电路联系起来，常常需要大量的实践和反复的思考。我一直在寻找一本能够将这些理论知识与实际应用场景紧密结合的书籍，帮助我建立起更清晰的物理图像和工程直觉。“六端口技术”这个词汇对我来说是一个全新的概念，我非常好奇它会如何影响我们对微波和无线系统工作原理的理解。这本书的出现，让我看到了一个机会，能够从一个不同的角度来审视射频测量和系统构建，或许它能用一种更直观、更贴近实际的方式来解释那些曾经让我困惑的理论。

评分☆☆☆☆☆

随着5G、6G等新一代无线通信技术的飞速发展，对射频和微波元器件的性能要求越来越高，同时也对测试和验证的精度和效率提出了新的挑战。我一直对如何提高信号的传输效率、降低损耗、提升通信质量等问题感到兴趣。这本书的“六端口技术”听起来很有可能是一种能够解决这些痛点的新兴技术。我期待这本书能够深入探讨六端口技术在现代无线通信系统中的具体应用，比如在天线设计、射频前端模块、信号调制解调等方面的潜在作用。如果它能讨论六端口技术如何帮助我们更好地理解和控制射频信号的传播特性，并可能提供一些优化系统性能的策略，那将是非常有价值的。

评分☆☆☆☆☆

对于任何对无线电波的奥秘充满好奇的人来说，这本书的书名就像一张神秘的邀请函。我并不是一个专业的射频工程师，但我对那些能够改变我们生活方式的尖端科技总是抱有浓厚的兴趣。微波和无线技术已经渗透到我们生活的方方面面，从手机通信到卫星导航，再到各种智能家居设备。我一直想更深入地了解这些技术背后的原理，尤其是那些能够带来突破性进展的新技术。“六端口技术”这个词汇对我来说非常新颖，它让我联想到了一种可能更高效、更智能的信号处理方式。我希望这本书能够用一种相对通俗易懂的方式，向我这样的普通读者介绍六端口技术的基本概念，并描绘出它在未来无线世界中的广阔前景。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名本身就充满了技术感和吸引力，特别是“六端口技术”这个概念，立刻勾起了我对无线通信领域前沿知识的强烈好奇。我一直对微波和无线技术的最新进展非常关注，并经常阅读相关的学术论文和技术报告。然而，很多时候，这些资料要么过于理论化，要么篇幅太短，无法系统地深入理解某个特定的技术。所以我一直在寻找一本能够将复杂概念以一种清晰、易懂的方式呈现出来的书籍，并且能够将其与实际的无线应用相结合。这本书的标题暗示它可能正是这样一个宝藏，能够为我揭示六端口技术在实际工程中的应用前景，并可能提供一些实用的指导。我设想这本书的作者一定是对该领域有着深刻的理解，并能够将抽象的物理原理和数学模型转化为实际可操作的技术解决方案。