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徐兴福 著

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• 射频仿真
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• 电子工业出版社
• 徐兴福
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店铺： 世纪书缘专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121259234

商品编码：11941151249

包装：平装

出版时间：2015-05-01

图书基本信息
图书名称	HFSS射频仿真设计实例大全
作者	徐兴福
定价	99.00元
出版社	电子工业出版社
ISBN	9787121259234
出版日期	2015-05-01
字数	960000
页码	583
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

本书讲解了HFSS操作方法，并提供了大量的工程设计实例，分为基础篇（1～6章）和实例篇（7～21章）。基础篇包括HFSS功能概述、HFSS建模操作、网格划分设置、变量设置与调谐优化、仿真结果输出，以及HFSS与其他软件的联合、数据输入/输出等；实例篇包括PCB微带线、微带滤波器、腔体滤波器、介质滤波器、功分器、耦合器、微带天线、GPS/北斗天线、键合线匹配、SMA头、LTCC、DRO、频率选择表面的设计与仿真。

作者简介

徐兴福，兴森科技-安捷伦联合实验室射频负责人，10多年射频产品研发经验，主要从事射频微波电路及PCB设计与仿真，曾主编《ADS2008射频电路设计与仿真实例》《ADS2011射频电路与仿真实例》，作者长期活跃在网络帮初学者解疑释惑，目前还担任EDA365论坛版主。

目录

编辑推荐

文摘

序言

《射频微波电路设计与仿真实用指南》 内容简介： 本书是一本面向广大射频与微波工程师、研发人员以及相关领域研究生的实用性技术手册，旨在系统性地阐述射频微波电路的设计理论、仿真方法以及工程实践中的关键技术。本书内容涵盖了从基础概念到复杂系统设计的全过程，力求理论与实践相结合，帮助读者深入理解射频微波领域的各项核心技术，并能独立完成高质量的电路设计与仿真任务。 第一章 射频微波电路基础 本章将从最基础的物理概念入手，逐步建立读者对射频微波领域特性的理解。我们将深入探讨波的传播特性，包括均匀传输线上的电压和电流波、行波管中的驻波现象，以及这些现象在实际电路中的体现。频率、波长、阻抗等基本参数将在本章得到详尽的定义和解释。 电磁波传播理论： 详细介绍麦克斯韦方程组在均匀介质中的应用，推导并阐述平面电磁波的传播特性，包括电场、磁场、传播方向之间的关系，以及能量的传播。 传输线理论： 重点讲解理想传输线和有损传输线的特性阻抗、传播常数、衰减常数等概念。分析开路、短路、匹配等不同终端条件对传输线上电压、电流分布的影响，并引入反射系数和驻波比（VSWR）的概念及其测量方法。 史密斯圆图的应用： 史密斯圆图作为射频微波电路设计的重要工具，本章将详细介绍其构建原理、各种刻度线（阻抗线、电纳线、反射系数圆、驻波比线）的含义，以及如何利用史密斯圆图进行阻抗匹配、电长度计算、增益衰减分析等操作。将通过大量实例演示史密斯圆图在解决实际设计问题中的强大功能。 S参数的意义与测量： 详细讲解S参数（散射参数）的定义、物理意义以及在多端口网络分析中的重要性。介绍S参数的获取方法（例如矢量网络分析仪VNA），以及如何从S参数数据中提取电路的增益、回波损耗、隔离度等关键性能指标。 第二章 射频微波器件模型与特性 本章将聚焦于射频微波电路中最常用的无源和有源器件，深入分析其等效电路模型、关键参数以及在电路设计中的应用考量。 无源器件： 电阻、电容、电感： 在高频环境下，这些基本器件会表现出寄生效应，如电感中的寄生电容、电容中的寄生电感、电阻中的寄生电感等。本章将详细分析这些寄生效应如何影响器件在高频下的性能，并介绍相应的等效电路模型。 耦合器与功分器/合路器： 深入剖析90度混合耦合器（Hybrid Coupler）、定向耦合器（Directional Coupler）等器件的工作原理、功率分配/合成特性、隔离度、插入损耗等关键指标。介绍不同类型的功分器/合路器（如Wilkinson功分器）的设计方法和应用场景。 滤波器： 讲解集中参数滤波器（如LC滤波器）和分布式参数滤波器（如微带线滤波器、脊形滤波器）的设计原理。介绍不同类型的滤波器（低通、高通、带通、带阻）的特性曲线、阻带抑制、通带纹波等设计考量，并讨论加载技术在滤波器设计中的应用。 匹配网络： 重点讲解用于实现阻抗匹配的各种网络结构，如L型网络、Pi型网络、T型网络等。分析不同匹配网络的带宽、损耗、稳健性等特点，并介绍设计优化方法，以期在给定频率范围内实现最优的匹配效果。 有源器件： 晶体管（BJT、FET）： 详细介绍双极结型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）在高频下的等效电路模型（如混合-π模型、S参数模型）。分析其增益、噪声系数、功率输出、线性度等关键参数，并讨论其在放大器、振荡器等电路中的应用。 二极管（PIN二极管、变容二极管）： 讲解PIN二极管在开关和衰减器中的应用，以及变容二极管在压控振荡器（VCO）等应用中的调谐作用。介绍这些二极管在高频下的特性模型。 集成电路（MMIC）： 简要介绍射频单片集成电路（MMIC）的优势和发展趋势，以及常用的MMIC器件（如低噪声放大器LNA、功率放大器PA、混频器、锁相环PLL）的工作原理和选型要点。 第三章 射频微波电路设计实例 本章将通过一系列典型的射频微波电路设计实例，将前两章所学的理论知识转化为实际设计能力。每个实例都将详尽地展示从需求分析、电路架构设计、器件选型、原理图绘制、仿真优化到性能评估的全过程。 低噪声放大器（LNA）设计： 需求分析： 确定LNA的增益、噪声系数、输入输出回波损耗、工作带宽等关键指标。 器件选型： 根据指标要求，选择合适的低噪声晶体管。 偏置电路设计： 设计稳定可靠的晶体管偏置电路，保证其工作在线性区。 输入输出匹配网络设计： 利用史密斯圆图或电路仿真工具，设计输入和输出匹配网络，以实现最佳的噪声匹配和功率匹配。 仿真验证： 使用射频仿真软件（如ADS, Microwave Office等）对LNA进行S参数、噪声系数、功率增益、回波损耗等性能仿真，并根据仿真结果进行优化。 PCB布局与布线考虑： 讨论LNA设计中PCB的布局、地线处理、串扰抑制等关键问题。 功率放大器（PA）设计： 需求分析： 确定PA的输出功率、功率增益、效率、线性度、工作带宽等指标。 器件选型： 选择适合大功率工作的功率晶体管。 偏置与匹配： 设计适用于大信号工作的偏置电路，并重点关注输出匹配网络的设计，以最大化输出功率和效率。 线性度与效率优化： 讨论如何通过偏置调整、匹配网络优化以及使用Doherty PA、Cartesian Feedback等技术来提高PA的线性度和效率。 仿真与实际测量： 进行大信号仿真，并分析其在实际测试中可能遇到的问题。 混频器设计： 工作原理： 讲解单平衡混频器、双平衡混频器等不同混频器拓扑结构的工作原理。 器件选择与配置： 选择合适的混频器芯片或构建混频器电路，并进行LO（本振）和RF（射频）端口的匹配。 IF（中频）输出设计： 设计IF端口的滤波器和匹配，以获得最佳的IF输出性能。 杂散抑制： 分析混频器产生的各种杂散信号，并介绍抑制策略。 仿真与性能评估： 仿真混频器的变频损耗、镜像抑制、LO/RF泄漏等关键指标。 振荡器设计（如VCO）： 振荡器基本原理： 讲解巴克豪森判据和相位噪声产生机制。 LC振荡器与微带振荡器： 分析不同振荡器结构的设计要点。 压控振荡器（VCO）设计： 重点讲解变容二极管在VCO中的应用，以及如何通过选择元件和设计匹配网络来获得所需的调谐范围和频率稳定性。 相位噪声分析与优化： 讨论影响振荡器相位噪声的因素，并介绍降低相位噪声的方法。 滤波器设计实例： 详细介绍微带线带通滤波器、脊形滤波器等典型滤波器的设计流程，包括介质损耗、基板选择、线宽线距计算、谐振器设计等。 第四章 射频微波仿真软件应用 本章将深入介绍常用的射频微波电路仿真软件，并结合具体实例演示其在电路设计流程中的应用。 常用仿真软件概述： 介绍Cadence ADS, Keysight ADS, AWR Microwave Office, Ansys HFSS等主流仿真软件的功能特点和适用范围。 原理图编辑与仿真： 搭建电路模型： 如何在仿真软件中搭建射频电路的原理图，添加各种元器件模型。 S参数仿真： 进行小信号S参数仿真，分析电路的频率响应、增益、回波损耗、隔离度等。 瞬态仿真： 用于分析非线性电路的瞬态响应，如振荡器的启动过程、放大器的信号失真等。 噪声仿真： 分析电路的噪声系数和噪声功率。 功率扫描与谐波平衡仿真： 进行大信号仿真，分析放大器的P1dB、IP3、效率等非线性指标。 版图编辑与电磁场仿真： PCB版图绘制： 如何在仿真软件中绘制电路的PCB版图，包括走线、过孔、地线等。 电磁场仿真（FEM/MoM）： 介绍如何利用HFSS等电磁场仿真工具对微带线、耦合线、天线等结构进行电磁场分析，求解其辐射特性、阻抗、损耗等。 模型提取： 如何将电磁场仿真结果提取为电路仿真可用的S参数模型，并将其集成到原理图仿真中。 优化与参数扫描： 参数扫描： 演示如何通过参数扫描来探索不同设计参数对电路性能的影响，如匹配网络的元件值、传输线的长度等。 优化设计： 介绍如何设置优化目标，利用仿真软件的优化算法自动寻找最佳的设计参数，以满足性能要求。 第五章 射频微波电路设计中的工程实践 本章将探讨在实际工程开发中，除了理论和仿真之外，还需要关注的诸多工程实践问题。 PCB设计考虑： 基板选择与特性： 介绍不同介质基板（如FR-4, Rogers, Teflon等）的介电常数、损耗角正切、厚度等对射频电路性能的影响，以及如何根据应用场景进行选择。 微带线与带状线设计： 详细介绍微带线和带状线的宽度、间距、厚度等参数的计算方法，以及它们在高频下的特性。 地线与电源完整性： 强调良好接地和电源完整性设计的重要性，讲解地线处理、去耦电容的选择与放置等。 串扰与屏蔽： 分析电路中可能存在的串扰源，并介绍屏蔽、间距控制等抑制串扰的技术。 测量与调试： 常用测试仪器： 介绍矢量网络分析仪（VNA）、频谱分析仪、信号发生器、功率计等常用射频测试仪器的工作原理和使用方法。 校准技术： 详细讲解VNA的各种校准（SOLT, TRL等）技术，以及校准对测量准确性的影响。 故障诊断与排除： 结合实际案例，介绍射频电路常见故障的诊断方法和排除技巧。 封装与集成： 器件封装的影响： 分析不同封装形式（如SMT, QFN, BGA等）对射频性能的影响，以及引脚电感、电容等寄生参数的考量。 系统集成： 讨论射频电路在整个系统中的集成问题，包括与其他电路的接口、电磁兼容性（EMC）等。 结语： 本书力求通过清晰的理论阐述、详实的实例分析和实用的工程经验分享，为读者构建一个全面而深入的射频微波电路设计知识体系。希望本书能够成为广大射频微波从业者和学习者的得力助手，帮助他们在瞬息万变的射频微波领域不断进步，创造出更优秀的工程作品。

评分☆☆☆☆☆

这本书，我是在一个偶然的机会下看到的，当时正为手上的一个复杂射频项目头疼，到处搜寻相关的资料和案例。HFSS作为射频仿真的标杆软件，我自然是熟练掌握的，但真正能够将理论知识融会贯通，并解决实际工程问题的实例，却显得尤为珍贵。当我看到《包邮 HFSS射频仿真设计实例大全》这个书名时，立刻就被吸引住了。虽然我之前也看过一些HFSS的书籍，但往往要么过于理论化，要么案例不够深入，难以触及项目的核心难点。这本书的“实例大全”四个字，恰恰是我所急需的，我期待它能够像一本秘籍一样，解锁各种复杂射频难题的解决方案。翻开目录，我看到了诸如微带线、耦合线、功率分配器、滤波器、天线等一系列我工作中经常会遇到的关键模块，这让我心中燃起了希望。其中一些高级应用，例如电磁兼容性设计、电磁散射特性分析等，更是让我眼前一亮，这些都是我在日常工作中经常需要面对，却又往往难以完美处理的领域。我迫不及待地想要深入研究其中的案例，学习作者是如何运用HFSS的强大功能，将理论转化为实际产品的。这本书是否能够帮助我突破技术瓶颈，提升我的仿真设计能力，我对此充满期待。

评分☆☆☆☆☆

对于《包邮 HFSS射频仿真设计实例大全》这本书，我抱有相当大的好奇和期待。市面上关于HFSS的资料不少，但很多要么过于理论化，要么案例不够贴合实际工程需求。我是一名在通信设备制造行业工作的工程师，工作中经常需要进行射频前端模块的设计和优化，涉及到的器件种类繁多，性能要求也极其严格。我希望这本书能够提供一些非常具有针对性的、贴近实际工程应用场景的案例。例如，关于如何在高密度PCB上进行射频信号完整性分析，如何设计低插损、高隔离度的射频开关，以及如何针对特定的频段和应用场景（如5G通信、雷达系统）进行天线阵列的仿真和优化。我特别关注那些能够帮助我解决实际工程问题的案例，比如如何有效地减少寄生参数的影响，如何优化材料选择和结构设计来降低损耗，以及如何进行电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）的仿真分析。这本书的“实例大全”的定位，让我相信它能够成为我工作中一个得力的助手。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚接触HFSS的初学者，之前也尝试过一些基础教程，但总感觉浮于表面，难以真正理解软件背后的逻辑。当我在网上看到《包邮 HFSS射频仿真设计实例大全》这本书时，我被“实例大全”这个词深深吸引了。对于新手来说，理论知识固然重要，但如果能结合实际的工程案例来学习，无疑会事半功倍。我希望这本书能够提供一些从零开始的、循序渐进的案例，能够覆盖到射频设计中一些最基本、最常用的元器件，例如功率分配器、耦合器、简单的无源器件等。我期待书中能够详细地介绍如何从建立模型、定义材料参数、设置边界条件、进行网格剖分，到最终进行仿真并解读结果的整个流程。如果书中还能提供一些常见的错误排查方法，以及如何根据仿真结果来优化设计，那对我这样的新手来说，将是无价的宝藏。我希望通过这本书的学习，能够快速掌握HFSS的基本操作和核心功能，为我未来的射频设计之路打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

收到这本《包邮 HFSS射频仿真设计实例大全》后，我的第一感受是它的厚重感，这预示着里面内容的丰富程度。作为一名在射频领域摸爬滚打多年的工程师，我深知理论与实践相结合的重要性，尤其是在HFSS这类强大的仿真工具上。很多时候，我们能够理解软件的功能，但面对一个全新的、复杂的结构，却不知道如何下手，如何设置边界条件，如何选择合适的网格剖分策略，如何有效地进行后处理分析。这本书的定位就是“实例大全”，这让我看到了它在解决实际问题上的潜力。我特别关注那些涉及具体工程应用的案例，比如高性能天线的优化设计，如何通过仿真手段解决信号干扰和串扰问题，以及如何针对特定的应用场景（如通信基站、雷达系统）进行仿真建模和性能评估。我希望书中不仅仅是展示仿真结果，更重要的是能详细讲解每一个案例的仿真思路、关键步骤、参数设置的依据，以及结果分析的方法。如果书中能够对一些常见的仿真误区和优化技巧进行深入剖析，那就更完美了，这将极大地帮助我提升仿真设计的效率和准确性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，对于我这样一位长期从事微波器件设计的研发人员来说，无疑是一份宝贵的财富。在日新月异的微波和射频领域，对器件性能的要求越来越高，仿真设计也变得越来越重要。HFSS作为业界主流的仿真软件，其强大的电磁场分析能力已经得到了广泛认可，但如何将其应用到复杂的设计场景中，并取得最优化的结果，则需要丰富的实践经验和深入的理解。我非常期待这本书能够提供一些在实际设计过程中遇到的，具有代表性的、高难度的案例。例如，在设计高频、高功率的耦合器时，如何有效地处理寄生效应和损耗；在设计宽带、高性能的天线时，如何通过仿真优化阻抗匹配和方向图；以及在涉及多物理场耦合（如热效应、机械应力）的仿真设计中，如何有效地进行建模和分析。我希望书中不仅能展示仿真流程，更重要的是能够深入探讨背后所蕴含的物理原理，以及设计者在面临各种挑战时的创新思维和解决问题的策略。