【XH】 现代无线系统射频微波平面电路 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈会 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121301766

商品编码：29478964931

包装：平装

出版时间：2016-11-01

基本信息

书名：现代无线系统射频微波平面电路

定价：68.00元

作者：陈会

出版社：电子工业出版社

出版日期：2016-11-01

ISBN：9787121301766

字数：

页码：252

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书以作者近年来在射频微波平面电路领域的研究成果为主线，详细论述了广泛应用于现代无线系统中的新型高性能、小型化射频/微波电路与器件。在简单介绍了现代无线系统基本原理、组成结构、现代平面电路发展现状和平面传输线基本结构与理论之后，作者重点讨论和介绍了各种新型射频微波电路。本书主要涉及到平面低通、带通和带阻多模谐振器与滤波器，基于新型微带/共面波导和微带/槽线等综合传输线结构的高性能小型化双金属平面滤波器，以及平面功分器与功率放大器等内容。这些内容大部分是作者科研工作的总结和进一步完善，因此，不仅有的理论深度，而且也具有的工程应用价值。

目录

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章 现代无线系统与平面电路 1
1．1 引言 2
1．2 现代无线系统与技术概述 3
1．2．1 GSM系统与原理 3
1．2．2 脉冲雷达系统与工作机理 5
1．3 现代平面电路概述 6
1．3．1 基于微带-共面波导双面结构的超宽带滤波器 7
1．3．2 基于微带-槽线双面结构的微波滤波器 11
1．3．3 基于微带-DGS双面结构的双模发射机 12
1．3．4 基于微带-槽线的双面功分器 14
1．3．5 SIW双面传输线与电路 15
1．3．6 双面平行传输线与电路 16
1．3．7 平衡（差分）传输线与电路 17
1．4 主要内容及安排 18
参考文献 19
第2章 平面传输线基本结构与理论 23
2．1 单面传输线结构 24
2．1．1 单导体传输线 24
2．1．2 多导体传输线 30
2．2 双面传输线耦合结构 34
2．2．1 微带-CPW双面耦合传输线 35
2．2．2 微带-槽线双面耦合传输线 35
2．2．3 宽边耦合悬置微带线 35
2．3 传输线耦合理论 37
2．3．1 微带对称双导体耦合理论 37
2．3．2 微带不对称双导体耦合理论 38
2．3．3 微带对称三线耦合理论 45
2．3．4 DGS通用电路模型 50
2．3．5 DMS的建模与分析 56
2．4 小结 60
参考文献 60
第3章 多模谐振器与滤波电路 64
3．1 引言 65
3．2 多模谐振器理论 66
3．2．1 简并双模谐振理论 67
3．2．2 非简并双模谐振理论 71
3．2．3 多模谐振器理论 74
3．3 低损宽带高选择性的双模带通滤波器 77
3．3．1 三角形贴片谐振器的电磁场理论 77
3．3．2 正交开路支节加载的直角三角形双模贴片谐振器 80
3．3．3 修正的缺微双带隙谐振器 81
3．3．4 双模谐振滤波器的仿真与测量 84
3．3．5 结论 84
3．4 低损耗耦合线三模超宽带带通滤波器 85
3．4．1 耦合线三模谐振器 85
3．4．2 超宽带的三模谐振器滤波器 87
3．4．3 超宽带滤波器的仿真与测量结果 88
3．4．4 结论 89
3．5 高选择性三模三频带通滤波器 89
3．5．1 引言 89
3．5．2 三模谐振器 90
3．5．3 基于三模谐振器的三频滤波器 91
3．5．4 三频滤波器的仿真与测量结果 92
3．5．5 结论 92
3．6 高选择性椭圆函数响应的四模四频带通滤波器 93
3．6．1 引言 93
3．6．2 微带-槽线复合耦合的四模谐振器 93
3．6．3 基于四模谐振器的四频带通滤波器 97
3．6．4 四频滤波器的仿真与测量结果 98
3．6．5 结论 99
3．7 谐波抑制的宽阻带椭圆函数带通滤波器 99
3．7．1 引言 99
3．7．2 双模谐振器及其滤波器的分析与设计 100
3．7．3 双模宽带滤波器的仿真与测量 103
3．7．4 双模滤波器的小型化设计 103
3．7．5 结论 105
3．8 多模带阻滤波器 105
3．8．1 引言 106
3．8．2 单贴片双模带阻滤波器 106
3．8．3 双贴片双模带阻滤波器 110
3．9 低通-带通双模双频滤波器 110
3．9．1 引言 111
3．9．2 基本概念 111
3．9．3 附加传输零点的LP-BPF 114
3．9．4 实验结果 115
3．10 微带-DGS双模高通滤波器 116
3．10．1 引言 116
3．10．2 DGS双模谐振器 117
3．10．3 双模高通滤波器 119
3．10．4 结论 121
3．11 微带-CPW双模高通滤波器 121
3．11．1 非均匀CPW双模谐振器 121
3．11．2 双模高通滤波器 124
3．11．3 结论 126
3．12 小结 127
参考文献 127
第4章 高性能双金属平面滤波电路 132
4．1 微带-CPW低通滤波器 133
4．1．1 微带-CPW槽线加载的SI-LPF 133
4．1．2 微带-CPW高选择性椭圆LPF 135
4．2 微带-槽线杂散抑制带通滤波器 147
4．3 微带-槽线（超）宽带滤波器 149
4．3．1 微带-槽线WB滤波器 149
4．3．2 微带-槽线UWB滤波器 152
4．4 微带-CPW超宽带滤波器 153
4．4．1 CPW-MMR超宽带滤波器 154
4．4．2 微带-CPW带外抑制超宽带滤波器 157
4．4．3 非均匀CPW带外抑制UWB滤波器 167
4．5 双面耦合带阻滤波器 170
4．5．1 微带-SGS带阻滤波器 170
4．5．2 折叠微带-CPW带阻滤波器 174
4．6 基片集成波导滤波器 178
4．6．1 基片集成腔体 178
4．6．2 SIW滤波器 179
4．7 微带-CPW双频宽带滤波器 180
4．7．1 引言 180
4．7．2 双频宽带滤波器的分析与设计 182
4．7．3 实验与分析 189
4．7．4 结论 190
4．8 极窄带陷的超宽带滤波器 191
4．9 微带-开环槽双频滤波器 194
4．9．1 引言 195
4．9．2 双频段带通滤波器的分析与设计 195
4．9．3 双频滤波器的仿真与测量结果 197
4．9．4 结论 198
4．10 小结 198
参考文献 199
第5章 平面功分器与功率放大器 207
5．1 功分器/合成器概述 208
5．1．1 合成概念的演变 208
5．1．2 合成的基本原理 208
5．1．3 合成的网络特性 209
5．2 微带耦合线两路和三路功分器 212
5．2．1 基于折叠耦合双线结构的“两路”功分器 213
5．2．2 基于对称三线耦合结构的“三路”功分器 217
5．3 X波段微带八路功分器 220
5．3．1 Wilkinson功分器的基本理论 220
5．3．2 微带八路功分器的设计与实现 221
5．4 X波段功率放大器 227
5．4．1 偏置电路概论 227
5．4．2 X波段功率放大器的设计 230
5．4．3 X波段功率放大器的实现 233
5．5 小结 236
参考文献 236
第6章 结论与展望 239
参考文献 242

作者介绍

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　　陈会，男，博士（后），副教授。2014年1月至2015年1月以访问学者的身份在英国利兹大学进行为期1年的学术访问与交流；2012年3月，博士后研究出站；2008年12月，获电子科技大学电路与系统专业工学博士学位。先后在徐州工程集团、四川大学从事产品研发和教学科研，并于2009年1月留校就职于电子科技大学。目前主要研究方向与兴趣：现代无线系统与射频/微波前端电路、高速PCB的信号完整性以及信息安全与赛博空间控制技术等。

文摘

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序言

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【XH】 现代无线系统射频微波平面电路 引言： 在信息爆炸、万物互联的时代，无线通信技术扮演着至关重要的角色。从我们手中的智能手机，到遍布全球的基站，再到精密的卫星导航系统，其背后都离不开射频（RF）和微波（MW）技术的支撑。而这些高频信号的产生、处理与传输，则高度依赖于精巧的平面电路设计。本书《【XH】 现代无线系统射频微波平面电路》正是聚焦于这一核心领域，旨在为读者构建一个全面、深入且实用的知识体系，助力理解和掌握现代无线系统中的关键技术。 本书并非一本泛泛而谈的理论科普读物，也不是一本仅仅罗列公式的枯燥教材。相反，它以一种系统性的、循序渐进的方式，引导读者深入探索射频微波平面电路的设计原理、关键技术、实际应用以及发展趋势。我们将从基础概念入手，逐步剖析复杂的设计难题，并通过大量的实例分析，帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 核心内容概述： 第一部分：射频微波平面电路基础 本部分将为读者打下坚实的理论基础，如同建造一座高楼前需要稳固的地基。我们将从最基本的概念讲起，清晰地阐述射频和微波频段的特性，以及在这些频段下进行电路设计所面临的独特挑战。 电磁场与传输线理论： 深入剖析电磁场在导行结构中的传播特性，这是理解高频电路行为的基石。我们将讲解集总参数与分布参数电路的区分，以及为何在高频下必须采用分布参数模型。传输线理论，包括特性阻抗、波阻抗、反射系数、驻波比等关键概念，将通过生动形象的比喻和图示进行讲解，帮助读者直观理解信号在传输线中的传播和损耗。 S参数与阻抗匹配： S参数作为描述高频器件和电路散射特性的强大工具，将是本书的重点内容。我们将详细解析S参数的物理意义，以及如何通过S参数来表征器件的增益、回波损耗、隔离度等性能指标。在此基础上，我们将深入探讨阻抗匹配的重要性，并介绍多种匹配方法，如史密斯圆图的应用、Lumped Element匹配、Distributed Element匹配等。读者将学会如何利用S参数和史密斯圆图来分析和设计匹配网络，从而最大化功率传输和最小化信号反射。 微波器件与电路元件： 了解构成射频微波平面电路的基本元件至关重要。本书将介绍无源元件，如电阻、电容、电感在高频下的寄生效应和行为变化，以及如何设计和选择适用于射频微波频段的电感、电容等。同时，我们将重点介绍片式元件（如贴片电容、贴片电感）以及微带线、带状线、同轴线等常用传输线结构，并分析它们在高频下的特性。 第二部分：射频微波平面电路关键技术与设计 在掌握了基本概念后，我们将进入核心设计环节，深入探讨构建高效射频微波平面电路的关键技术。 微带线与带状线理论及应用： 微带线和带状线是构建平面电路最常用的传输线结构。本书将详细推导其特性阻抗、有效介电常数、传播延迟等参数的计算方法，并分析不同结构参数（如介质厚度、导体宽度、间距）对这些参数的影响。我们将通过大量的实例，展示如何利用微带线和带状线设计各种无源电路，例如： 耦合线与功分器/合路器： 详细讲解不同类型耦合线（如分支线、定向耦合器）的设计原理和应用，包括如何实现特定的耦合系数和隔离度，以及它们在功率分配和合成中的作用。 巴伦（Balun）： 介绍不同形式的巴伦（如对称巴伦、混合巴伦）的设计方法，以及它们在单端到差分信号转换中的重要性。 谐振器： 讲解微带线谐振器（如开路末端微带线、短路末端微带线）的设计原理，以及它们在滤波器、振荡器等电路中的应用。 射频微波滤波器设计： 滤波器在无线系统中扮演着信号选择与抑制的关键角色。本书将详细介绍各种类型的射频微波滤波器，包括： 基于传输线理论的滤波器： 如微带线低通、高通、带通、带阻滤波器，通过级联、耦合等方式实现特定频率响应。 基于集总参数元件的滤波器： 分析集总元件在高频下的局限性，以及如何通过巧妙设计来规避这些问题。 新型滤波器结构： 介绍谐振器滤波器、耦合腔滤波器等更先进的滤波器设计方法。 我们将详细讲解滤波器的性能指标（如带宽、插入损耗、阻带衰减、纹波等），并给出实际设计流程和仿真验证方法。 射频功率放大器（PA）与低噪声放大器（LNA）设计基础： 放大器是射频微波系统中不可或缺的功能单元。本书将从晶体管的S参数模型出发，讲解如何进行增益和稳定性分析。 LNA设计： 重点关注低噪声设计，介绍噪声系数的概念以及如何通过匹配网络来最小化噪声系数，同时保证一定的增益和输入匹配。 PA设计： 关注功率输出和效率，介绍不同偏置方式和匹配策略对功率输出和效率的影响，以及如何处理非线性问题。 我们将采用详细的实例，指导读者完成一个简单的LNA或PA的设计。 振荡器与混频器设计： 振荡器提供稳定的高频信号，混频器实现频率转换。本书将介绍不同类型的振荡器（如压控振荡器VCO、锁相环PLL），以及混频器的基本原理和设计挑战，如隔离度和线性度。 第三部分：现代无线系统中的平面电路应用与发展 本部分将把前面学到的理论和技术应用到实际的现代无线系统中，并展望未来的发展趋势。 天线与馈线系统： 虽然天线本身不完全属于平面电路，但许多现代天线（如贴片天线、微带天线阵列）的馈电网络和互连线是典型的平面电路设计。我们将探讨天线与电路之间的匹配问题，以及如何设计高效的馈电网络。 射频模块集成与封装： 随着无线设备的小型化和集成化需求日益增长，射频模块的设计和封装技术变得尤为重要。本书将介绍MCM（多芯片模块）、SIP（系统级封装）等技术，以及它们在高频电路设计中的挑战和解决方案，如互连线耦合、寄生效应等。 电磁兼容性（EMC）与信号完整性（SI）： 高频电路的设计离不开对电磁兼容性和信号完整性的考量。我们将深入探讨信号串扰、地弹、电源退耦等问题，并介绍相应的解决策略，以确保无线系统的稳定可靠运行。 先进设计技术与软件工具： 现代射频微波平面电路的设计高度依赖于先进的EDA（电子设计自动化）软件。本书将介绍常用的仿真工具（如ADS, HFSS, CST）及其功能，并指导读者如何利用这些工具进行电路仿真、优化和验证。同时，也将简要介绍一些新兴的设计理念和技术，如人工智能辅助设计、基于AI的参数优化等。 未来发展趋势： 展望射频微波平面电路在5G/6G通信、物联网（IoT）、毫米波通信、雷达等领域的应用前景，以及相关的技术发展方向，如高频材料、先进封装技术、新型器件等。 本书的特色与价值： 内容全面深入： 覆盖了从基础理论到前沿应用的各个环节，力求为读者提供一个完整的知识图谱。 理论与实践结合： 强调理论的推导与实际应用之间的联系，通过大量实例讲解，帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 图文并茂，易于理解： 大量采用示意图、仿真结果图等，化繁为简，使抽象的电磁场和电路行为更易于理解。 注重工程应用： 聚焦于实际工程设计中的关键问题和解决方案，为工程师和相关领域的学生提供直接的指导。 语言清晰，逻辑严谨： 避免晦涩难懂的术语，力求用清晰、准确的语言阐述复杂的概念，确保内容的严谨性。 结语： 《【XH】 现代无线系统射频微波平面电路》是一本献给所有渴望深入理解现代无线通信核心技术的工程师、研究人员和学生们的宝贵资料。通过对本书的学习，您将能够更深刻地理解无线系统的奥秘，掌握射频微波平面电路的设计精髓，为未来的无线技术创新和发展贡献力量。我们期待本书能成为您在射频微波领域探索之旅中不可或缺的伙伴。

评分☆☆☆☆☆

从一个硬核爱好者和业余无线电爱好者的角度来看，这本书的章节组织结构略显松散。我原本期盼能看到更多关于自举振荡器、锁相环（PLL）在高Q值设计下的噪声抑制技巧，以及功率放大器（PA）在宽带调制下的线性化技术（如DPD）。这些是决定无线系统最终性能的“命门”所在。我关注的重点是，如何在高集成度的小尺寸模块中，通过巧妙的电路设计来平衡效率、线性和成本。这本书虽然提到了这些模块，但对实现这些高性能指标背后的“黑魔法”——那些经过无数次实验和失败才总结出来的经验法则和非线性补偿方法——阐述得比较模糊和理论化。感觉它在描述“是什么”方面做得不错，但在解释“为什么这样做最好”和“实际操作中如何规避陷阱”方面，留下了不少空白，需要读者自行去其他地方寻找答案。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量整体尚可，但有些关键的S参数矩阵推导过程或者Smith圆图的实例解析，给我的感觉不够清晰锐利。我花费了一些时间去尝试理解某些高阶网络参数的变换关系，发现图示的标注有时会产生歧义，尤其是在涉及到多端口网络耦合分析时，需要反复对照文本才能完全弄明白作者的意图。对于一个需要依赖视觉辅助来快速掌握复杂电磁学概念的学习者来说，这是一个不小的障碍。我更偏爱那些配有大量清晰、高质量、可直接用于实践的仿真截图，或者至少是能提供配套的Spice模型或Mathcad/MATLAB脚本链接的资料。这本书在这方面略显保守，导致学习曲线在某些章节变得异常陡峭，学习效率打了折扣。

评分☆☆☆☆☆

我在设计一个低功耗、远距离的IoT射频前端，对前端电路的功耗预算和噪声系数（NF）控制极为敏感。我希望这本书能提供一些专门针对电池供电设备的创新性解决方案，例如，关于超低功耗LNA的设计策略、占空比调制对功耗的影响，或者如何选择合适的半导体工艺（如SiGe BiCMOS与CMOS的权衡）。理想中的内容应该是能深入剖析不同工艺平台上，特定拓扑结构（如Cascode、Folded Cascode）在特定工作点下的实际NF-功耗曲线。然而，这本书的大部分内容似乎是基于传统、通用化的设计理念，缺乏针对特定应用场景（比如医疗植入设备或环境监测）的深度定制化分析。这使得它在指导我解决当前这个特定工程难题时，显得有些“大而化之”，缺少了解决具体问题的针对性指导。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电子信息专业的研究生，主要方向是电磁兼容性（EMC）与信号完整性（SI）。在选这本书之前，我特别希望它能提供一套系统性的、从电路布局到系统集成的SI/EMC分析框架，尤其是在高速数字信号和高频射频信号混合的复杂系统中，如何有效进行串扰分析、地平面设计以及滤波策略的选择。毕竟，现代电子设备的设计越来越依赖于精密的电磁仿真来确保性能。我期待看到的是关于封装效应、过孔建模的精确方法，以及如何在高密度PCB上实现低噪声、高可靠性的射频前端。遗憾的是，这本书在这些实践性极强的交叉领域着墨不多，更多的是侧重于基础元器件的参数分析，而非面向复杂系统层面的设计流程与验证方法。这使得它更像是一本教科书的补充读物，而不是一本解决实际工程难题的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很有意思，那种线条和色块的搭配，给我的感觉是既现代又带着一丝复古的科技感，但说实话，我拿到书后，期待的是能看到更多关于现代无线通信前沿技术的深入探讨。比如，我对5G乃至未来的6G技术中，毫米波频段的信道建模和天线设计，抱有极大的好奇心。我原以为这本书会花大量的篇幅去解析波导管、微带线、共面波导等基础结构在更高频率下的损耗、耦合和集成化挑战，并且能提供一些针对性强、具有实际工程价值的仿真优化案例，最好能结合当前主流的EDA工具的使用心得。然而，读完后，感觉更多的是停留在比较基础的射频电路理论概述，对于那些真正让人眼前一亮的、突破性的新材料应用或者面向大规模MIMO、智能超表面等复杂系统的电路实现细节，挖掘得还不够深，让我这个试图追赶行业前沿的工程师略感意犹未尽。