微波射频器件和天线的精细设计与实现 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴永乐 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121243998

商品编码：29729383221

包装：平装

出版时间：2015-01-01

基本信息

书名:微波射频器件和天线的精细设计与实现

定价：48.00元

售价：33.6元,便宜14.4元,折扣70

作者:吴永乐

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-01-01

ISBN：9787121243998

字数：416000

页码：249

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

这是一本专业完整且通俗易懂的介绍微波射频器件和天线的设计与实现的书籍。本书通过实例讲解的形式，详细介绍了耦合线带通滤波器、双频带耦合线功率分配器、强耦合度高定向性耦合器、宽带圆极化天线等器件的从理论、设计、仿真、制作、实测到形成报告的完整过程，以帮助读者培养独立完成完整科研工作（包括立项、执行、验收到文档总结）的能力。

目录

作者介绍

文摘

序言

《微波射频器件与天线：精细设计与实现》 深入探索微波射频领域的奥秘 本书是一部面向微波射频（RF）工程师、科研人员以及对这一前沿领域充满兴趣的学习者的深度力作。它不拘泥于泛泛而谈的原理介绍，而是将目光聚焦于“精细设计”与“实现”这两个核心环节，力求为读者提供一套全面、系统且极具实践指导意义的知识体系。从微波射频器件的基础特性分析，到复杂天线系统的建模与优化，再到实际工程中的实现考量，本书将带领读者穿梭于理论的殿堂，徜徉于设计的海洋，最终抵达工程实现的彼岸。 核心内容与结构解析 本书的结构设计严谨而富有逻辑性，层层递进，确保读者能够循序渐进地掌握微波射频工程的核心技能。 第一部分：微波射频器件的精细设计 本部分是本书的基石，详细阐述了各种关键微波射频器件的设计理念、理论依据与实现方法。 微波传播理论与传输线基础： 在深入器件设计之前，本书首先巩固了读者对微波传播基本特性的理解，包括电磁波的产生、传播方式、不同介质中的行为，以及功率和能量的传递。在此基础上，对传输线理论进行了详尽的阐释，重点讲解了集总参数模型和分布参数模型的适用性，如史密斯圆图的应用、阻抗匹配的原理与技巧、驻波比（VSWR）的意义与测量，以及损耗对信号传输的影响。理解这些基础概念是进行任何RF器件设计的先决条件。 无源器件设计与实现： 电阻、电容、电感： 虽然这些基本元件在低频电路中随处可见，但在微波频率下，它们的寄生效应（如自谐振频率、Q值、ESR、ESL）变得尤为重要，直接影响电路性能。本书将深入探讨高频下电阻、电容、电感的选型原则，以及如何利用微带线、带状线等结构实现特定功能的无源器件，并给出具体的仿真和测量案例。 耦合器与功分器/合路器： 作为RF系统中不可或缺的组件，耦合器和功分器/合路器在信号分配、功率合成、方向性测量等方面发挥着关键作用。本书将详细讲解不同类型的耦合器（如定向耦合器、分支线耦合器、巴伦）和功分器/合路器（如Wilkinson功分器、T型功分器）的设计原理，包括耦合度、隔离度、插入损耗等关键参数的计算与优化，以及微带、同轴等不同实现形式的优劣分析。 滤波器： 滤波器是RF系统中用于选择或抑制特定频率信号的关键器件。本书将系统介绍Butterworth、Chebyshev、Elliptic等多种类型滤波器的设计方法，重点讲解其频率响应特性、阶数选择、阻带抑制以及通带纹波的控制。同时，将深入探讨微带线、脊波导、腔体等不同物理实现方式下的滤波器设计，并结合仿真软件（如ADS, HFSS）展示实际设计流程。 匹配网络： 阻抗不匹配是导致RF系统性能下降的主要原因之一。本书将详细介绍各种匹配网络的实现技术，包括L型匹配、π型匹配、T型匹配等，以及多段匹配、宽带匹配的设计方法。重点在于如何利用史密斯圆图和微波电路仿真工具，实现复杂的阻抗匹配，从而最大化功率传输效率并最小化反射。 振荡器与倍频器： 振荡器是产生特定频率信号的核心，而倍频器则用于生成高频信号。本书将深入分析各种振荡器的工作原理（如LC振荡器、微带振荡器、压控振荡器），重点讲解相位噪声、频率稳定度、输出功率等关键指标的设计与优化。对于倍频器，将侧重于不同类型倍频器（如肖特基二极管倍频器、MMIC倍频器）的设计思路和性能评估。 有源器件设计与实现： 晶体管（BJT, FET）在高频下的模型与等效电路： 理解晶体管在高频下的复杂行为是设计放大器、混频器等有源器件的基础。本书将详细介绍S参数、Y参数、H参数等模型在高频分析中的应用，并重点讲解不同类型晶体管（如MESFET, HEMT, MOSFET）在高频下的寄生效应及其对电路性能的影响。 放大器设计： 包括单级和多级放大器的设计。重点讲解增益、带宽、线性度（P1dB, IIP3）、噪声系数（NF）等关键参数的优化。本书将详细介绍各种放大器拓扑（如单端放大器、差分放大器、共源共栅放大器）的设计方法，并重点关注稳定性分析和补偿技术。 混频器设计： 混频器是实现频率变换的关键器件。本书将深入分析各种混频器结构（如倍频混频器、单平衡混频器、双平衡混频器、GILBERT单元混频器）的工作原理，重点讲解变频损耗、镜像抑制、LO/RF/IF端口隔离度等参数的设计与优化。 开关与衰减器： RF开关和衰减器在信号路由、功率控制等方面有着广泛应用。本书将介绍PIN二极管、FET等作为开关和衰减元件的设计方法，并重点讲解其开关速度、插入损耗、隔离度以及功率处理能力的设计与考量。 第二部分：微波射频天线的设计与实现 本部分将视角从电路转向电磁场，聚焦于天线这一信息传输的“灵魂”器件。 天线基础理论与参数： 电磁场与麦克斯韦方程组： 回顾和深化读者对电磁波理论的理解，特别是与天线辐射相关的基础概念。 天线基本参数： 详细讲解辐射方向图（全向、定向）、增益、效率、带宽、阻抗、极化、口径等关键参数的定义、计算与测量方法。理解这些参数是设计和评估天线性能的基础。 天线理论： 介绍天线的基本工作原理，包括电偶极子、单极子等基本辐射单元的场分布和辐射特性。 各类天线的设计与实现： 线状天线： 深入讲解单极天线、偶极天线、八木天线、螺旋天线等线状天线的结构、工作原理、设计公式以及阻抗匹配技术。 面状天线： 微带天线： 作为当前主流的低剖面、低成本天线，本书将重点介绍各种微带天线（如贴片天线、偶极子阵列、槽缝天线）的设计方法，包括贴片尺寸计算、基板介电常数和厚度的影响、馈电方式（边缘馈电、同轴馈电、微带线馈电）的选择，以及如何通过阵列化实现增益和方向性的提升。 喇叭天线： 讲解不同类型喇叭天线（如角喇叭、锥形喇叭、棱锥喇叭）的辐射特性、设计公式以及在微波和毫米波频段的应用。 缝隙天线： 介绍金属壁上缝隙的辐射原理，以及如何设计缝隙天线及其阵列。 孔径天线： 详细阐述抛物面天线、卡塞格林天线等孔径天线的设计原理、口径场分布、效率分析以及在通信和雷达系统中的应用。 阵列天线： 介绍天线阵列的基本理论，包括均匀直线阵、均匀平面阵等，重点讲解天线阵的合成技术、方向图合成、扫描特性以及波束形成技术。 先进天线技术： 宽带和超宽带天线： 探讨如何设计具有宽带宽特性的天线，如对数周期天线、喇叭天线、多谐振天线等，以及其在雷达、电子对抗等领域的应用。 智能天线与MIMO： 介绍智能天线和多输入多输出（MIMO）系统的基本概念、工作原理以及在现代通信系统中的重要作用。 可重构天线： 探讨如何设计能够改变其工作频率、极化或方向图的天线。 第三部分：微波射频系统的精细实现与优化 本部分将理论与实践相结合，侧重于实际工程中的挑战与解决方案。 电磁仿真技术： 详细介绍常用的电磁仿真软件（如HFSS, ADS, CST）在微波射频器件和天线设计中的应用。重点讲解模型的建立、材料参数的设置、边界条件的定义、网格划分、仿真结果的分析与优化。通过丰富的实例，展示如何利用仿真工具加速设计周期、优化性能并预测实际工作效果。 PCB设计与布线： 讲解微波PCB设计的关键考虑因素，包括基板材料的选择、传输线设计（微带线、带状线）、过孔的影响、接地设计、布局优化、串扰与干扰的抑制等。强调PCB设计对RF性能的决定性影响。 系统集成与测试： 介绍微波射频系统的典型组成部分，以及如何进行各模块的集成。重点讲解RF测试仪器（如频谱分析仪、网络分析仪、信号发生器）的使用方法，以及如何进行S参数测试、功率测试、噪声系数测试、灵敏度测试等。 可靠性与环境影响： 讨论RF器件和天线在不同环境条件（温度、湿度、振动）下的可靠性问题，以及相关的设计与测试方法。 小型化与集成化设计： 探讨当前RF技术在小型化和集成化方面的趋势，如MMIC（单片微波集成电路）、RF MEMS（射频微机电系统）等技术的应用。 本书特色与读者获益 理论与实践并重： 本书不仅深入讲解了微波射频器件和天线的设计原理，更注重其实际工程中的实现方法与技巧，通过大量的仿真和实测案例，帮助读者将理论知识转化为实际能力。 精细化设计理念： 强调在设计过程中对每一个细节的关注，从材料选择到仿真参数设置，从PCB布线到测试验证，力求为读者提供一套严谨、高效的设计流程。 面向工程实践： 全书内容紧密结合当前微波射频工程领域的研究热点和实际应用需求，对于从事通信、雷达、导航、电子对抗、遥感等行业的工程师具有极高的参考价值。 结构清晰，循序渐进： 章节安排合理，从基础概念到高级应用，层层递进，适合不同层次的读者。 语言严谨，图文并茂： 采用专业、准确的语言，并配以丰富的图表和示意图，帮助读者更直观地理解复杂概念。 适用读者 微波射频工程师 通信工程师 雷达系统工程师 航空航天工程师 电子信息类专业的研究生及高年级本科生 对微波射频技术感兴趣的爱好者 通过阅读本书，读者将能够： 深刻理解微波射频器件和天线的核心工作原理。 掌握先进的RF器件和天线设计方法与工具。 熟悉RF系统中的关键性能指标及其优化策略。 具备独立进行RF系统设计、仿真、实现与测试的能力。 站在微波射频技术的最前沿，把握行业发展趋势。 《微波射频器件与天线：精细设计与实现》是一本不可多得的，能够帮助您在竞争激烈的微波射频领域脱颖而出的专业技术宝典。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验非常流畅，虽然内容专业性极强，但作者的叙事风格却出奇地亲切和有条理。它不像传统教材那样堆砌晦涩的术语，而是通过清晰的图示和逐步递进的论述，引导读者进入复杂的微波世界。我发现自己竟然能够轻松地跟上作者的思路，即使是对于一些涉及高频耦合和电磁场分布的抽象概念，通过书中精心绘制的三维示意图，也能迅速建立起空间感。这一点对于需要进行三维电磁仿真和布局布线的工程师来说，是极大的福音。更值得一提的是，书中关于测试和验证方法的介绍也十分详尽，从矢量网络分析仪（VNA）的校准流程到近场扫描技术的应用，都提供了实用的操作指导，真正做到了理论与实践的完美结合，确保读者学完后能立即上手操作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计真是抓人眼球，那种深邃的蓝色调，配上清晰的电路图腾，立刻就让人感觉这不是一本泛泛而谈的入门读物，而是真正要深入技术核心的宝典。我本来对这个领域了解有限，抱着试一试的心态翻开，结果发现它的内容组织逻辑极其严谨，从基础的电磁场理论开始，一步步铺陈开来，简直就像一个经验丰富的老工程师在手把手教你。特别是关于传输线理论的部分，讲解得深入浅出，那些复杂的数学公式，在作者的笔下仿佛都有了生命，变得直观易懂。我尤其欣赏它在讲解材料特性时那种近乎偏执的细致，对于不同介质的损耗和色散，都有详细的对比和分析，这对于我们在实际项目选型时，提供了极大的参考价值。读完前几章，我已经能更自信地去审视那些复杂的电路布局问题，感觉自己的认知框架被彻底重塑了，这绝对是一本值得反复研读的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在射频前端摸爬滚打的工程师，我原以为自己对这个领域已经驾轻就熟，但这本书还是给我带来了不小的冲击。它的深度和广度，远超我预期。特别是关于高阶模式抑制和电磁兼容性（EMC）的处理章节，简直就是教科书级别的范例。作者对于噪声源的识别和抑制策略的描述，非常系统和全面，不像市面上很多书籍那样只是点到为止。我特别留意了关于天线设计部分，它没有局限于常见的偶极子或贴片天线，而是深入探讨了诸如超宽带天线和MIMO系统的复杂阵列设计，这对于我们研发新一代通信设备至关重要。这本书的参考文献引用也非常专业和权威，可以看出作者在撰写过程中做了大量的文献调研工作，确保了内容的先进性和准确性，是追求技术前沿的工程师案头必备的参考书。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，初次接触这类书籍我总会担心自己是否能消化吸收，但这本书的编排结构成功地消除了我的顾虑。它仿佛有一条隐形的教学大纲在牵引着读者的注意力，知识点之间的衔接自然得像是水到渠成。例如，在讲解封装效应和引线电感对高频性能的影响时，作者没有孤立地讨论，而是将其巧妙地融入到整个系统级设计考量之中，让人明白每一个微小的设计决策，在高频下都会被“放大”效应显著影响。这本书的价值在于它培养的不是“会套公式的人”，而是“懂得权衡利弊的设计师”。它教会我们如何在性能、成本和可制造性之间找到最佳的平衡点，这才是真正顶尖工程师的核心素养。这本书的阅读过程，与其说是学习知识，不如说是在进行一次全面的工程思维训练。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实战性简直令人惊喜，很多理论书籍读起来干巴巴的，只停留在公式推导层面，但这本则完全不同，它充满了鲜活的工程实践经验。我最欣赏的是，它不仅仅告诉我们“应该怎么做”，更解释了“为什么必须这么做”。例如，在讲解匹配网络设计时，它没有直接抛出Smith圆图的使用方法，而是花了大量的篇幅去阐述为什么阻抗不匹配会导致功率损耗和信号失真，这种追根溯源的讲解方式，让读者彻底理解了背后的物理意义。书中穿插的案例分析，都是基于真实的工业场景，从滤波器到功放的设计细节，无不体现出作者深厚的积累。每次我遇到设计瓶颈时，翻开这本书，总能从中找到启发，那种豁然开朗的感觉，是其他任何资料都无法比拟的。这本书更像是一位导师，而不是冷冰冰的教科书。