现代无线系统射频微波平面电路 9787121301766 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：29637639399

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

售价：49.6元,便宜18.4元,折扣72

作者:陈会

出版社：电子工业出版社

出版日期：2016-11-01

ISBN：9787121301766

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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

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

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-BPF114
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-LPF133
4.1.2 微带-CPW高选择性椭圆LPF135
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

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

序言

《射频微波通信系统设计与实现：基于先进半导体技术的集成化解决方案》 书籍简介 在信息爆炸与技术飞速发展的时代，无线通信已成为连接世界的关键纽带。从智能手机的普及到物联网的蓬勃发展，再到5G及未来6G技术的演进，其核心支撑皆在于高效、可靠的射频（RF）和微波（Microwave）通信系统。本书《射频微波通信系统设计与实现：基于先进半导体技术的集成化解决方案》深入探讨了现代无线通信系统设计中的关键环节，侧重于如何利用前沿半导体技术，构建高性能、低功耗、高集成度的射频微波平面电路，以满足日益增长的市场需求。 本书并非仅仅是对现有理论的简单罗列，而是致力于为读者提供一套系统性的、实用的设计思路与方法。我们将从基础的电磁场与传输线理论出发，循序渐进地引入射频微波电路的特性，并重点关注实际工程应用中所面临的挑战与解决方案。全书结构严谨，逻辑清晰，力求使读者在理解理论的同时，也能掌握实际的设计技巧。 第一部分：射频微波通信系统基础理论与关键概念 在这一部分，我们将为读者打下坚实的理论基础。首先，我们会回顾并深入讲解电磁场理论在射频微波频段的应用，特别是麦克斯韦方程组的简化形式在平面电路分析中的重要性。接着，我们将详细阐述传输线理论，包括特性阻抗、反射系数、驻波比、插入损耗等核心参数，以及如何利用史密斯圆图等工具进行阻抗匹配的设计。 随后，我们将引入射频微波电路中的关键器件模型，如电阻、电容、电感在集肤效应和寄生效应下的行为变化。重点会放在二极管、三极管、场效应管等有源器件在高频下的模型参数提取与应用，为后续的有源电路设计奠定基础。此外，我们还会探讨非线性失真、谐波产生、互调失真等在高频电路设计中不可避免的非线性效应，并介绍抑制和减小这些失真的基本方法。 第二部分：射频微波平面电路设计原理与技术 平面电路是现代射频微波系统中最常见的实现形式，其小型化、低成本、易于集成等优点使其在无线通信设备中占据主导地位。本部分将聚焦于平面电路的设计，包括但不限于以下内容： 传输线结构分析： 详细介绍微带线、带状线、共面波导等主流传输线结构，分析其电磁场分布、传播常数、有效介电常数，以及其在不同基板材料上的特性差异。我们将讨论如何根据应用需求选择合适的传输线结构，并进行精确的尺寸设计。 无源器件的平面实现： 阐述如何将电阻、电容、电感等无源器件以平面结构集成到电路板上。我们将重点介绍各类平面电感（如螺旋电感、 meander电感）和平面电容（如交叉耦合电容）的设计原理、等效电路模型，以及影响其性能的关键因素，如寄生参数、损耗等。 匹配网络设计： 阻抗匹配是射频微波电路设计的核心环节。本部分将详细介绍基于微带线、枝节线（stub）的各种匹配网络设计方法，包括单节匹配、双节匹配，以及如何利用集总元件或分布元件实现宽带匹配。我们将演示如何通过软件仿真辅助设计，并给出实际的设计案例。 耦合器与功分器/合路器： 耦合器和功分器/合路器在信号分配、合成、定向传输等方面扮演着重要角色。我们将深入分析定向耦合器（如分支线耦合器、3dB定向耦合器）的设计原理，包括耦合度、隔离度、方向性的实现；同时，介绍各种功率分配器和功率合路器的设计，如 Wilkinson功分器、T型功分器等，并分析其在不同频段和功率下的性能表现。 第三部分：射频微波有源电路的设计与实现 有源器件是射频微波电路实现放大、振荡、混频等功能的核心。本部分将重点关注基于先进半导体技术的有源电路设计。 低噪声放大器（LNA）设计： LNA是接收链路中的第一级放大器，其性能直接影响整个系统的灵敏度。我们将详细讨论LNA的设计流程，包括噪声系数、增益、输入/输出阻抗匹配的设计，以及如何选择合适的半导体器件（如GaAs HBT, SiGe HBT, CMOS FET等）并进行噪声和阻抗匹配。 功率放大器（PA）设计： PA是发射链路中的关键组件，负责将信号放大到所需的发射功率。本部分将介绍不同类型的PA（如A类、AB类、C类），以及其线性度和效率的设计考量。我们将深入探讨器件选择、偏置电路设计、匹配网络设计，并介绍失配效应、热效应等对PA性能的影响。 混频器与倍频器设计： 混频器和倍频器在频率变换和信号生成中至关重要。我们将分析不同类型的混频器（如二极管混频器、MOSFET混频器、平衡混频器）的工作原理，重点讨论其变频损耗、镜像抑制、本地振荡器（LO）泄漏等关键参数的优化。同时，还将介绍倍频器的设计技术，以实现特定频率的信号生成。 振荡器设计： 振荡器是产生固定频率信号的电路。本部分将讲解不同类型的振荡器（如Colpitts振荡器、Clapp振荡器、压控振荡器（VCO））的设计，并重点关注其频率稳定性、相位噪声、输出功率等指标的优化。我们将讨论如何利用PLL（锁相环）技术实现高精度频率合成。 第四部分：先进半导体技术与集成化 随着半导体制造工艺的不断进步，集成化已成为射频微波电路发展的必然趋势。本部分将探讨先进半导体技术如何赋能高集成度的射频微波系统。 CMOS、SiGe、GaAs等工艺的特性与应用： 详细分析主流射频微波半导体工艺（如CMOS、SiGe BiCMOS、GaAs HBT/FET等）的优缺点、性能特点、适用频段和成本效益。我们将讨论如何根据系统需求选择最合适的半导体工艺平台。 RFIC（射频集成电路）设计挑战与策略： 深入探讨RFIC设计中的特有挑战，如寄生效应、器件隔离、电磁干扰（EMI）等。我们将介绍在CMOS等工艺下实现高Q值电感、低损耗传输线、高隔离度端口等的技术策略。 MMIC（单片微波集成电路）设计与封装： 介绍MMIC的设计流程，包括版图设计、电磁仿真、电热仿真等。重点将放在MMIC的封装技术，如键合线效应、衬底模态抑制、热管理等，以及这些因素对最终产品性能的影响。 系统级芯片（SoC）中的射频集成： 随着系统集成度的提高，射频前端需要与基带处理器、数字信号处理器等集成到同一芯片上。本部分将讨论数字和模拟信号的相互干扰、电源完整性、时钟抖动等问题，以及如何在SoC环境中实现高效的射频集成。 第五部分：仿真工具、测试与验证 理论设计需要仿真工具进行验证，而实际产品的性能则需要通过严谨的测试来确认。 主流射频微波仿真软件介绍： 介绍ADS（Advanced Design System）、Cadence Virtuoso RF Solution、Keysight Genesys等主流的射频微波电路设计与仿真软件，并演示其在电路设计、参数提取、性能仿真等方面的应用。 电磁场仿真技术： 详细讲解有限元方法（FEM）、有限差分时域方法（FDTD）、矩量法（MoM）等电磁场仿真技术在平面电路分析中的应用，以及如何进行全波仿真验证电路的电磁性能。 射频微波测试仪器与方法： 介绍矢量网络分析仪（VNA）、频谱分析仪、信号发生器、功率计等关键射频微波测试仪器，并阐述如何使用它们进行S参数测量、噪声系数测量、功率效率测量、互调失真测量等。 实测与仿真结果的比对与优化： 讨论仿真结果与实测结果之间可能存在的差异，并分析其产生的原因，如器件模型精度、寄生参数建模、加工误差等。指导读者如何通过优化仿真模型或调整设计参数来缩小仿真与实测的差距。 本书特点 理论与实践紧密结合： 本书不仅讲解了射频微波电路设计的理论基础，更提供了大量的实际设计案例和工程经验，帮助读者快速掌握实际设计能力。 聚焦先进技术： 紧跟行业前沿，深入探讨了基于CMOS、SiGe等先进半导体技术的集成化解决方案，为读者把握未来发展方向提供指引。 结构全面，逻辑清晰： 全书内容覆盖了从基础理论到集成实现、再到测试验证的完整流程，结构完整，易于理解。 实用性强： 针对实际工程设计中的痛点和难点，提供了切实可行的解决方案和设计技巧。 目标读者 本书适合于从事无线通信、雷达、卫星通信、电子对抗、射频识别（RFID）等领域的设计工程师、研发人员，以及高等院校电子工程、通信工程、微电子学等专业的硕士、博士研究生。同时，对于希望系统学习射频微波电路设计技术的相关技术人员，本书也是一本极具参考价值的读物。 通过本书的学习，读者将能够全面掌握现代无线系统射频微波平面电路的设计原理、实现技术和验证方法，从而能够独立完成高性能射频微波系统的设计与开发。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的射频工程师，我深知平面电路设计在现代移动通信设备中占据的核心地位，从手机的功放模块到基站的天线阵列，都离不开这些精密的结构。我关注这本书，主要是想看看它在处理高集成度和高频率下的串扰与电磁兼容性（EMC）问题上，有哪些独特的见解和解决方案。市场上的教材很多停留在经典的微波网络理论阶段，但实际工作中，器件的非线性、寄生效应以及工艺限制带来的挑战才是真正的“拦路虎”。我希望这本书能深入探讨如何利用现代EDA工具，比如Keysight ADS或者Ansys HFSS，进行精确的版图级仿真和优化。特别是关于宽带匹配网络的设计，这在多模多频的设备中是必须攻克的难关。如果书中能提供一些成功的案例研究，分析某个复杂电路从概念到实物实现的完整流程，那这本书的价值就不仅仅是教科书的范畴，更是一份宝贵的工程实战指南。目前来看，这个领域前沿的知识更新速度很快，一本紧跟时代步伐的书籍显得尤为珍贵。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是一个偏爱理论深度胜过工程应用的读者，我对基础物理原理的探究有着近乎偏执的追求。我希望这本书能够详尽地剖析各种平面传输线（如微带线、共面波导、带状线）的色散特性、损耗机制以及模式转换问题。我期待看到对这些结构电磁场的严格数学描述，以及如何通过修正的集肤效应模型和介质损耗模型来提高理论计算的准确性。这本书的作者在引言中提到了对非线性传输线效应的关注，这让我非常兴奋，因为这恰恰是很多传统教材忽略的“灰色地带”。一个好的射频书籍应该能够引导读者思考“为什么”而不是仅仅停留在“怎么做”。如果它能深入到电磁场理论的本质，解释为什么某些看似微小的结构变化会导致性能的巨大差异，那么它就成功地超越了一般的工程手册，达到了学术研究的深度。我计划将这本书作为我研究生阶段深入研究电磁兼容性问题的理论基础材料。

评分☆☆☆☆☆

我最近正在为一个新兴的物联网项目进行电路选型，这个项目对功耗和尺寸的要求极其苛刻，这就要求我们必须采用高度集成化的射频前端方案。因此，我对书中关于小型化滤波器和高Q值电感器设计的内容格外关注。通常，在追求小型化的过程中，电路的性能往往会大幅下降，尤其是Q值和线性度。我希望这本书能提供一些创新的、非传统的集成技术，比如利用薄膜工艺或者新型介质材料来优化这些关键无源器件的性能。我特别好奇书中是否会涉及一些最新的技术趋势，比如毫米波频段的片上无源器件集成方法，或者共晶键合技术在低损耗封装中的应用。对于我们这些需要快速迭代产品方案的团队来说，参考一本能够提供前瞻性技术指导的书籍至关重要。这本书的定位似乎非常贴合当前工业界对“小而美”高性能射频模块的需求，希望能从中找到突破瓶颈的灵感和可行的设计路径。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧质量相当不错，纸张厚实，印刷清晰，看得出出版社在细节上的用心。我比较注重阅读体验，毕竟复杂的射频微波理论需要长时间的专注，模糊不清的图表和密密麻麻的公式很容易让人产生阅读疲劳。这本书的插图部分做得非常到位，很多复杂的电磁场分布和电路结构都有清晰的示意图，这对于理解抽象的物理概念大有裨益。尤其是在讲解一些微带线和带状线结构时，配合三维视图和剖面图，使得原本晦涩的几何结构变得直观易懂。我翻阅了一下关于S参数和噪声系数的部分，作者的讲解逻辑非常流畅，从定义到测量，再到如何利用这些参数进行系统级分析，层层递进，没有跳跃感。这种循序渐进的教学方式，对于那些基础稍微薄弱但想快速进入专业领域的读者来说，简直是福音。我感觉它不只是一本工具书，更像是一位经验丰富的工程师在手把手地指导你构建知识体系。

评分☆☆☆☆☆

这本《现代无线系统射频微波平面电路》的书籍封面设计得非常专业，封面的配色和排版给人一种严谨而前沿的感觉，一看就知道内容会涉及高精尖的技术领域。我最近开始深入研究射频电路设计，尤其是对平面电路的实现和优化很感兴趣，这本书的标题正中我的下怀。从目录上看，它似乎涵盖了从基础理论到实际应用的完整体系，从传输线理论到各种无源和有源器件的集成设计，都有详细的论述。我特别期待看到它在新兴无线通信技术，比如5G甚至未来6G方面的应用探讨。通常这类书籍会比较侧重理论推导，希望这本书在保持理论深度的同时，也能提供足够的工程实践案例和仿真工具的使用指导。对于正在从事射频前端设计或者想要转入这个领域的新手来说，一本结构清晰、内容详实的参考书是至关重要的。我打算仔细研读其中的阻抗匹配网络设计和滤波器设计章节，感觉这部分是实际项目中最考验功底的地方。这本书的作者似乎在业界享有盛誉，这也让人对内容的可靠性和深度有了更高的期待。