射频电路设计与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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傅世强，李婵娟 编

图书标签:

• 射频电路
• 射频设计
• 微波电路
• 电路分析
• 电子工程
• 无线通信
• 高频电路
• 模拟电路
• 射频器件
• 电路设计

出版社： 大连海事大学出版社

ISBN：9787563235766

版次：1

商品编码：12329786

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-01-01

用纸：胶版纸

页数：138

字数：227000

正文语种：中文

内容简介

　　《射频电路设计与应用》全面地介绍了无线系统射频前端关键电路的基本原理、设计方法和实际应用。主要内容包括射频电路设计概述、传输线理论和微波网络基础、阻抗匹配电路和衰减器设计、功率分配器和定向耦合器设计、射频滤波器设计、射频放大器设计、射频振荡器和混频器设计、微带天线设计、射频收发实验系统。
　　《射频电路设计与应用》可作为大学相关专业高年级学生的教材，同时也可作为工程技术人员学习和设计射频电路的实用参考书。

内页插图

目录

第1章 射频电路设计概述
1．1 射频电路设计的主要内容
1．2 射频电路设计的核心问题
1．2．1 频率
1．2．2 功率
1．2．3 阻抗
1．3 射频电路设计的特殊效应
1．3．1 趋肤效应
1．3．2 分布参数效应
1．3．3 寄生参数效应
1．3．4 电磁辐射和互耦效应
1．4 射频微波平面电路基础
1．4．1 射频微波电路分类
1．4．2 微带电路基础
1．5 射频微波工程基础常识
1．5．1 分贝有关的概念
1．5．2 射频微波接插件
1．5．3 射频微波常用测试仪器
1．5．4 射频微波常用设计软件

第2章 传输线理论和微波网络基础
2．1 传输线的基本理论
2．1．1 传输线的特征参量
2．1．2 传输线的状态参量
2．2 史密斯（Smith）圆图
2．2．1 阻抗圆图
2．2．2 导纳圆图
2．2．3 等Q圆图
2．2．4 圆图的应用
2．3 微波网络S参数
2．3．1 归一化电压电流波
2．3．2 S参数定义
2．3．3 网络参数的转换

第3章 阻抗匹配电路和衰减器设计
3．1 基本阻抗匹配理论
3．1．1 阻抗匹配的目的
3．1．2 复数阻抗匹配
3．2 集总参数匹配电路
3．2．1 L型匹配电路
3．2．2 T型和鹦推ヅ涞缏·
3．2．3 低Q宽带匹配电路
3．3 微带线型匹配电路
3．3．1 串联型微带匹配电路
3．3．2 并联型微带匹配电路
3．3．3 混合式匹配电路
3．4．衰减器设计
3．4．1 衰减器的技术指标
3．4．2 电阻衰减器的设计
3．4．3 衰减器的匹配特性

第4章 功率分配器和定向耦合器设计
4．1 功率分配器和耦合器原理
4．1．1 功分器原理
4．1．2 耦合器原理
4．2 集总参数功分耦合器设计
4．2．1 电阻式等功率分配器
4．2．2 L-C式功分耦合器
43分布参数功分器设计
4．3．1 T型结微带功分器
4．3．2 Wilkinson微带功分器
4．4 分布参数耦合器设计
4．4．1 平行耦合线定向耦合器
4．4．2 分支线定向耦合器
4．4．3 混合环定向耦合器

第5章 射频滤波器设计
5．1 滤波器的基本原理
5．1．1 滤波器原理及分类
5．1．2 滤波器的技术指标
5．1．3 滤波器的设计方法
5．2 集总参数滤波器设计
5．2．1 滤波器的低通原型及实现方法
5．2．2 滤波器的频率变换和阻抗变换
5．2．3 集总参数滤波器设计实例
5．3 集总参数到分布参数的变换
5．3．1 Richards变换
5．3．2 Kuroda规则
5．3．3 Kuroda规则实现低通滤波器设计
5．4 分布参数滤波器设计
5．4．1 高低阻抗线低通滤波器
5．4．2 平行耦合线带通滤波器

第6章 射频放大器设计
6．1 放大器的基本原理
6．1．1 放大器原理及分类
6．1．2 放大器的技术参数
6．2 射频放大器的增益
6．2．1 增益的分类及定义
6．2．2 转换功率增益
6．2．3 不同增益的关系
6．3 射频放大器的稳定性
6．3．1 稳定性判别
6．3．2 放大器的稳定措施
6．4 射频放大器的设计方法
6．4．1 高增益放大器设计
6．4．2 低噪声放大器设计
6．4．3 高功率放大器设计

第7章 射频振荡器和混频器设计
7．1 振荡器的基本原理
7．1．1 振荡器原理及分类
7．1．2 振荡器的技术参数
7．2 振荡器的设计
7．3 混频器的基本原理
7．3．1 混频器原理及分类
7．3．2 混频器的技术参数
7．4 单平衡混频器的设计

第8章 微带天线设计
8．1 天线基础知识
8．1．1 天线的种类
8．1．2 天线的特性参数
8．2 微带天线设计
8．2．1 微带天线的形式及馈电
8．2．2 矩形微带天线的原理及设计
8．2．3 圆极化微带天线的原理及设计
8．3 天线的测量
8．3．1 天线电路参数的测量
8．3．2 天线辐射参数的测量

第9章 射频收发实验系统
9．1 射频收发机的基本知识
9．1．1 发射机的基本参数
9．1．2 接收机的基本参数
9．2 射频通信音视频传输实验系统
9．2．1 系统原理及构成
9．2．2 射频模块实验教学
9．3 调频连续波雷达测距实验系统
9．3．1 系统原理及构成
9．3．2 射频模块实验教学

参考文献

前言/序言

　　随着无线通信技术的飞速发展，射频技术逐渐成为人们关注的焦点，培养具有射频理论知识和专业技能的人才也成为学校和社会共同的迫切需要。作为微波技术课程的后续课程，射频电路设计重点在于培养学生的综合实践能力，使学生了解基本的射频电路设计思想，具备设计简单射频电路的能力，培养一定的工程素养。
　　本书侧重于设计实践，通过对无线收发系统和射频前端电路的分析，使学生对射频电路与系统有一个较为全面的认识，掌握主要射频电路模块的设计方法和实际应用。本书省略了冗长的理论细节与数学推导，简明扼要地给出了主要射频电路的基本原理、技术参数和设计思路。如果涉及微波射频电路理论中的严格推导，可以参考相关专业书籍。本书给出了大量的电路设计实例，可供学生深入了解射频电路和无线系统的设计开发过程。
　　本书的安排如下：第1章为射频电路设计概述；第2章为传输线理论和微波网络基础；第3章为阻抗匹配电路和衰减器设计；第4章为功率分配器和定向耦合器设计；第5章为射频滤波器设计；第6章为射频放大器设计；第7章为射频振荡器和混频器设计；第8章为微带天线设计；第9章为射频收发实验系统。
　　本书的完成得到了大连海事大学的支持，得到了房少军教授和栾秀珍教授的关心和帮助，我们的研究生阚世宇、方媛、张洪彪、张佳琦为此书做了大量的工作。在此谨向他们表示衷心的感谢。本书参考了国内外许多专家的书籍资料，在此向他们表示诚挚的谢意。
　　由于编者水平有限，时间仓促，书中难免有错误之处，恳请读者给予批评指正。

《嵌入式系统实战：从原理到项目开发》 前言 在当今这个数字化浪潮席卷一切的时代，嵌入式系统已成为连接物理世界与数字智能的关键桥梁。从智能家居的便捷操控，到工业自动化的高效生产，再到新能源汽车的智能驾驶，嵌入式系统的身影无处不在，深刻地改变着我们的生活方式和工作模式。它们是物联网（IoT）的核心驱动力，是人工智能（AI）落地应用的重要载体，更是未来科技发展不可或缺的基石。 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的嵌入式系统学习路径。我们相信，理论知识的扎实掌握与实践技能的反复锤炼是缺一不可的。因此，本书不仅会系统地讲解嵌入式系统的核心原理，更会通过大量精心设计的实战项目，引导读者亲手构建、调试并优化各类嵌入式应用。我们力求以一种循序渐进、寓教于乐的方式，帮助您从零基础迅速成长为一名具备独立开发能力的嵌入式工程师。 第一部分：嵌入式系统基础理论 第一章：认识嵌入式系统 1.1 什么是嵌入式系统？ 定义与特征：揭示嵌入式系统的本质——专用于特定功能、软硬件高度集成、实时性要求高、资源受限等。 与通用计算机的区别：深入剖析嵌入式系统在设计目标、应用场景、硬件构成、软件栈等方面的独特性。 嵌入式系统的发展历程：回顾嵌入式技术从早期概念到如今蓬勃发展的各个阶段，洞察技术演进的脉络。 1.2 嵌入式系统的构成 硬件核心：处理器（CPU/MCU/SoC）、存储器（RAM/ROM/Flash）、输入/输出接口（GPIO/UART/SPI/I2C/ADC/DAC）、传感器与执行器等。 软件体系：裸机程序、实时操作系统（RTOS）、嵌入式Linux、应用程序等。 硬件与软件的交互：深入理解硬件抽象层（HAL）、驱动程序、中间件等在连接硬件与软件中的关键作用。 1.3 嵌入式系统的应用领域 消费电子：智能手机、智能穿戴设备、家用电器、影音娱乐系统等。 工业控制：PLC、DCS、机器人、自动化生产线、过程控制系统等。 汽车电子：ECU、车载信息娱乐系统、ADAS、动力总成控制等。 医疗设备：诊断仪器、监护设备、康复辅助器械等。 通信设备：路由器、交换机、基站、物联网网关等。 航空航航天：飞行控制系统、导航系统、通信系统等。 其他新兴领域：智慧城市、智能交通、环境保护等。 第二章：微控制器（MCU）架构与工作原理 2.1 MCU的基本构成 中央处理单元（CPU）：指令集架构（ARM Cortex-M系列深入解析）、流水线、中断机制等。 存储器系统：程序存储器（Flash）、数据存储器（SRAM）、寄存器。 外围设备：定时器/计数器、ADC/DAC、PWM控制器、串口（UART/USART）、SPI、I2C、GPIO等。 2.2 MCU的工作模式 运行模式、低功耗模式（Sleep, Stop, Standby等）的原理与应用。 中断向量表与中断服务程序（ISR）的响应机制。 2.3 常见MCU系列简介 ARM Cortex-M系列（STM32, NXP Kinetis, Microchip SAM等）的特点与优势。 AVR系列（Arduino常用）的特点与应用。 ESP32系列（Wi-Fi/蓝牙集成）的特点与应用。 第三章：嵌入式软件开发环境与工具链 3.1 集成开发环境（IDE） IDE的作用与功能：代码编辑、编译、链接、调试、烧录等。 常见IDE介绍：Keil MDK, IAR Embedded Workbench, STM32CubeIDE, VS Code + PlatformIO, Eclipse CDT等。 IDE的安装与配置。 3.2 编译器、汇编器与链接器 编译过程：预处理、编译、汇编。 链接过程：符号解析、地址分配、生成可执行文件。 构建系统：Makefile, CMake等。 3.3 调试技术 仿真器（Debugger）与JTAG/SWD接口。 断点设置、单步执行、变量查看、内存监控、寄存器查看。 逻辑分析仪与示波器在调试中的应用。 3.4 固件烧录与更新 Bootloader的作用与实现。 OTA（Over-The-Air）固件更新技术。 第二部分：嵌入式软件开发实战 第四章：裸机程序开发 4.1 裸机编程基础 直接操作寄存器：理解硬件数据手册（Datasheet）的重要性。 GPIO端口的初始化与控制：LED点亮、按键检测。 定时器/计数器的应用：延时、周期性事件触发。 4.2 串口通信（UART） UART协议原理：波特率、数据位、停止位、校验位。 MCU串口的配置与收发数据。 PC端与MCU之间的串口通信：使用串口助手进行数据交互。 4.3 外部中断 中断的原理与类型：外部中断、定时器中断、串口中断等。 中断向量表与中断服务程序（ISR）的编写。 中断的优先级与嵌套。 4.4 ADC与DAC的应用 ADC（模数转换器）原理：采样、量化、编码。 读取模拟传感器数据：如光敏电阻、电位器。 DAC（数模转换器）原理。 生成模拟信号。 4.5 脉冲宽度调制（PWM） PWM原理：周期、占空比。 控制LED亮度、直流电机速度。 项目实战：基于STM32的简易交通灯控制器 使用GPIO控制LED模拟红绿黄灯。 使用定时器实现灯光切换时序。 使用按键模拟车辆通过信号。 第五章：实时操作系统（RTOS）应用 5.1 RTOS核心概念 任务（Task）与线程（Thread）。 任务状态：就绪、运行、阻塞、挂起。 任务调度：优先级调度、时间片轮转调度。 任务间通信：消息队列、信号量、事件标志组、互斥锁。 中断与RTOS的结合。 5.2 FreeRTOS入门 FreeRTOS的移植与配置。 创建与管理任务。 使用FreeRTOS提供的API进行任务同步与通信。 任务优先级设置与调度策略。 5.3 常见RTOS介绍 RT-Thread、uCOS、Zephyr等。 项目实战：基于FreeRTOS的多任务传感器数据采集与处理 创建传感器读取任务。 创建数据处理与显示任务。 使用消息队列实现任务间数据传递。 实现低功耗模式下的任务唤醒。 第六章：嵌入式Linux系统开发 6.1 嵌入式Linux简介 Linux内核的特点与裁剪。 根文件系统（Root Filesystem）的构成。 嵌入式Linux开发板的选型：树莓派、BeagleBone Black、NXP i.MX系列等。 6.2 Linux交叉编译环境搭建 交叉编译器（Cross-compiler）的安装与配置。 构建根文件系统。 U-Boot（引导加载程序）的编译与烧录。 6.3 驱动程序开发基础 Linux驱动模型：字符设备、块设备、网络设备。 编写GPIO、UART、SPI、I2C驱动。 设备树（Device Tree）的概念与编写。 6.4 应用程序开发 用户空间程序开发：C/C++、Python。 系统调用与库函数。 多进程与多线程编程。 项目实战：基于Raspberry Pi的物联网数据采集终端 编写传感器驱动程序，如DHT11温湿度传感器。 开发数据采集应用程序，将数据发送到云平台（如MQTT）。 学习使用SSH进行远程登录与管理。 第七章：常用通信协议与接口 7.1 I2C总线 I2C协议原理：主从设备、地址、ACK/NACK。 MCU I2C接口的应用：连接EEPROM、传感器等。 7.2 SPI总线 SPI协议原理：主从设备、SCK, MOSI, MISO, CS。 SPI接口的应用：连接SD卡、显示屏、AD/DA芯片等。 7.3 CAN总线 CAN协议原理：总线拓扑、帧格式、仲裁。 在汽车电子、工业自动化中的应用。 7.4 Ethernet与Wi-Fi TCP/IP协议栈基础。 嵌入式设备通过Ethernet或Wi-Fi连接网络。 Socket编程。 7.5 MQTT协议 MQTT协议原理：发布/订阅模式。 在物联网通信中的应用。 项目实战：使用ESP32构建Wi-Fi连接的环境监测站 读取温湿度、光照等传感器数据。 通过Wi-Fi连接网络，并将数据发布到MQTT服务器。 开发一个简单的Web服务器，实时显示数据。 第三部分：高级主题与项目实践 第八章：嵌入式系统安全性 8.1 安全威胁分析 硬件攻击、软件漏洞、通信窃听等。 8.2 安全措施 代码安全编码实践。 固件加密与签名。 安全通信协议（TLS/SSL）。 访问控制与权限管理。 第九章：嵌入式系统性能优化 9.1 功耗优化 低功耗模式的深入应用。 硬件设计优化。 软件算法优化。 9.2 实时性优化 中断响应时间优化。 任务调度策略选择。 避免阻塞式操作。 9.3 内存管理优化 动态内存分配与释放。 内存泄漏检测。 第十章：综合项目设计与开发 10.1 项目需求分析与系统设计 从实际应用场景出发，定义项目功能与性能指标。 进行模块划分与接口设计。 10.2 软硬件协同开发 硬件选型与原理图设计。 PCB布局与布线。 固件开发与联调。 10.3 测试、验证与部署 单元测试、集成测试。 系统稳定性与可靠性测试。 产品部署与维护。 附录 附录A：常用嵌入式开发板资源列表 附录B：嵌入式开发常用命令与技巧 附录C：参考文献与推荐阅读 结语 嵌入式系统的世界广阔而深邃，本书只是您踏入这个领域的一扇门，一次引路。真正的精通，源于持续的学习、不断的实践和勇于探索的精神。我们鼓励您在掌握本书内容的基础上，积极参与到开源社区，关注行业动态，动手尝试更复杂的项目。愿本书成为您在嵌入式开发道路上不可或缺的伙伴，助您实现从理论到实践的飞跃，创造出更多改变世界的智能产品。

评分☆☆☆☆☆

说实话，当我翻开《射频电路设计与应用》这本书时，我并没有抱太大的期望，以为又是一本枯燥的技术手册。但出乎我意料的是，这本书以一种非常生动活泼的语言风格，让我爱不释手。作者善于运用类比和比喻，将一些看似复杂的射频概念讲解得通俗易懂，仿佛我正在和一位经验丰富的工程师进行面对面的交流。例如，在讲解阻抗匹配时，作者用“能量的自由流动”来比喻良好的匹配状态，用“能量的碰撞与损失”来形容失配时的情形，这种形象的描述让我立刻就能理解其核心要义。书中还穿插了一些射频发展史上的趣闻轶事，以及一些著名射频器件的设计故事，这些细节的融入，使得本书更具可读性，也让我对射频工程师这个职业有了更深的认识和敬意。此外，作者在讲解一些前沿技术时，并没有一味地追求时髦，而是深入浅出地分析其技术原理和适用范围，避免了“高冷”和“晦涩”。对于我这样希望在射频领域有所作为的人来说，这本书不仅提供了技术知识，更点燃了我对这个领域的热情。

评分☆☆☆☆☆

在阅读《射频电路设计与应用》的过程中，我最直观的感受就是它极强的实践指导性。书中不仅仅停留在理论层面，而是非常注重将理论知识转化为实际的设计能力。作者在讲解每一个设计概念时，都会引用大量的实际应用案例，例如手机通信、雷达系统、无线局域网等，并详细分析这些应用中射频电路所面临的挑战以及相应的解决方案。我特别欣赏书中关于“测量与调试”部分的阐述，它详细介绍了射频电路设计中常用的测试仪器，如网络分析仪、频谱分析仪、信号发生器等，以及如何使用这些仪器进行参数测量和故障诊断。书中还提供了很多实际的电路设计实例，并给出了详细的设计步骤和计算过程，这让我能够直接模仿和学习。例如，在介绍低噪声放大器（LNA）的设计时，书中不仅给出了电路原理图，还提供了详细的元件选型、偏置设置以及如何进行稳定性分析的步骤，甚至还提到了PCB布局对射频性能的影响。这些贴近实际的细节，对于想要将理论知识应用于工程实践的读者来说，简直是“干货满满”。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的，更多是一种“融会贯通”的体验。我之前看过一些零散的射频资料，虽然也了解一些皮毛，但总感觉缺乏系统性和整体性。《射频电路设计与应用》这本书恰好弥补了这一点。它从宏观到微观，层层递进，将射频设计中的各个环节有机地联系起来。比如，在讨论放大器设计时，作者会先回顾传输线理论和S参数的概念，然后引出匹配网络的重要性，再深入讲解不同类型放大器的偏置电路和噪声系数分析，最后还会探讨高频下的稳定性问题。这种循序渐进的讲解方式，让我能够清晰地理解每一个设计步骤背后的逻辑，以及各个部分之间的相互影响。书中对不同器件在射频频段的行为特性的描述也非常到位，比如寄生参数对电路性能的影响，以及在高频下如何选择合适的元器件。我尤其喜欢书中关于“设计流程”的讲解，作者提供了一个清晰的射频电路设计框架，从需求分析、方案选择、电路实现到仿真验证，每一步都详细介绍了需要考虑的关键因素和常用方法。这对于初学者来说，无疑是一份非常宝贵的“路线图”，能够帮助他们少走弯路。

评分☆☆☆☆☆

《射频电路设计与应用》这本书给我的最大启发，在于它让我看到了射频设计中的“艺术性”。我之前一直认为射频设计是一门纯粹的工程技术，充满了公式和计算。但通过阅读这本书，我逐渐意识到，在满足技术指标的前提下，如何在有限的资源和条件下，设计出性能优异、稳定可靠且易于实现的电路，本身就是一种精妙的艺术。书中在讲解各种设计技巧时，都强调了在不同因素之间的权衡和取舍，比如在设计功率放大器时，如何在效率、增益、线性度和成本之间找到最佳平衡点。作者还详细介绍了如何通过仿真工具来优化设计，以及如何利用各种建模技术来预测和分析电路的行为。我尤其欣赏书中关于“射频链路预算”的讲解，它不仅仅是一个简单的数学计算，更是一种对整个系统性能的全面评估和规划，需要综合考虑各个环节的损耗和增益，以及噪声和失真等因素。这本书让我明白，优秀的射频工程师，不仅要有扎实的理论功底，更要具备敏锐的洞察力和创新的思维，能够将理论与实践巧妙地结合起来，创造出真正具有价值的产品。

评分☆☆☆☆☆

初次拿到《射频电路设计与应用》这本书，我最先被它扎实的理论基础和深入浅出的讲解方式所吸引。书中不仅仅是罗列公式和定理，而是通过大量图示和实例，将抽象的射频概念具象化，让我这个对射频领域初学者也能逐渐理解其精髓。从基础的电磁波传播理论，到复杂的阻抗匹配网络，再到各种无源和有源器件的特性分析，本书都做了详尽的阐述。尤其值得称赞的是，作者在讲解过程中，非常注重物理意义的传达，而不是简单地停留在数学推导层面。例如，在讲解史密斯圆图时，作者并没有直接给出一堆复杂的坐标和线条，而是从能量传输的角度，逐步引导读者理解不同阻抗匹配状态下的能量损耗和反射情况，这种讲解方式让我受益匪浅，仿佛茅塞顿开。此外，书中对于不同电路拓扑结构的设计思路和优化技巧也进行了详细的介绍，无论是低噪声放大器（LNA）的设计，还是功率放大器（PA）的效率提升，都有独到的见解。书中还涉及了一些最新的射频技术，如微带线、带状线等传输线的建模与仿真，以及分布式元件和集总元件的比较与选择，都为我的实际项目提供了宝贵的参考。总的来说，这本书为我构建了一个坚实的射频理论框架，让我能够更加自信地探索射频电路的奥秘。