射频电路设计——理论与应用(第二版) (美)路德维格 等 9787121085314 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美路德维格 等 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121085314

商品编码：29698966183

包装：平装

出版时间：2013-08-01

基本信息

书名：射频电路设计——理论与应用(第二版)

定价：59.00元

作者：(美)路德维格 等

出版社：电子工业出版社

出版日期：2013-08-01

ISBN：9787121085314

字数：

页码：

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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　　本书自成体系，仅需很少模拟电路设计及电磁场理论知识。每章包含“应用讲座”单元，给出许多电路应用实例，其详细设计过程引导读者顺利应用书中介绍的理论原则。

　　本书重点关注高频领域的如下重要问题：
·　　无源电路元件的特性和电路板材料
·　　传输线和微带线的基础知识
·　　圆图、网络模型、散射参量等分析工具
·　　谐振器、巴特沃思和切比雪夫滤波器、微带线的设计和实现
·　　二极管、三极管的半导体物理基础和等效电路
·　　匹配网络和偏置网络
·　　放大器及其增益、稳定性和噪声特性
·　　振荡器的基本概念、谐波分析和噪声特性
·　　有源、无源混频器的基本概念

内容提要

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　　本书从低频电路理论到射频、微波电路理论的演化过程出发，讨论以低频电路理论为基础结合高频电压、电流的波动特征来分析和设计射频、微波系统的方法——微波等效电路法，使不具备电磁场理论和微波技术背景的读者也能了解和掌握射频、微波电路的基本设计原则和方法。全书共10章，涵盖传输线、匹配网络、滤波器、混频器、放大器和振荡器等主要射频微波系统单元的理论分析和设计问题及电路分析工具（圆图、网络参量和信号流图）。书中例题非常有实用价值。全书大多数电路都经过ADS仿真，并提供标准MATLAB计算程序。

目录

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章 引言
　1.1 射频电路设计的重要性
　1.2 量纲和单位
　1.3 频谱
　1.4 无源元件的射频特性
　1.5 贴片元件及电路板
　1.6 射频电路制作方法
　应用讲座： 线圈电感的测量
　1.7 小结
　阅读文献
　习题
第2章 传输线理论
　2.1 传输线理论的实质
　2.2 传输线实例
　2.3 等效电路模型
　2.4 理论基础
　2.5 平行板传输线的电路参数
　2.6 传输线结构小结
　2.7 传输线方程
　2.8 微带传输线
　2.9 终端加载的无损耗传输线
　2.10典型的终端条件
　2.11连接波源、负载的传输线
　应用讲座： 有载同轴电缆阻抗的测量
　2.12小结
　阅读文献
　习题
第3章 史密斯圆图
　3.1 反射系数与负载阻抗
　3.2 阻抗变换
　3.3 导纳变换
　3.4 并联和串联电路
　应用讲座： 史密斯圆图的应用
　3.5 小结
　阅读文献
　习题
第4章 单端口网络和多端口网络
　4.1 基本定义
　4.2 互联网络
　4.3 网络特性及其应用
　4.4 散射参量
　应用讲座： 电阻网络衰减器
　4.5 小结
　阅读文献
　习题
第5章 射频滤波器设计
　5.1 谐振器和滤波器的基本结构
　5.2 特定滤波器的设计
　5.3 滤波器的实现
　5.4 耦合微带线滤波器
　应用讲座： 低通微带线滤波器的实现
　5.5 小结
　阅读文献
　习题
第6章 射频有源器件
　6.1 半导体物理基础
　6.2 射频二极管
　6.3 双极晶体管
　6.4 射频场效应晶体管
　6.5 金属氧化物半导体晶体管
　6.6 高电子迁移率晶体管
　6.7 半导体技术的发展趋势
　应用讲座： 射频功率晶体管的内部结构
　6.8 小结
　阅读文献
　习题
第7章 射频有源器件模型
　7.1 二极管模型
　7.2 晶体管模型
　7.3 有源器件的测量
　7.4 器件特性的散射参量
　应用讲座： 采用电路仿真软件为射频晶体管建模
　7.5 小结
　阅读文献
　习题
第8章 匹配网络和偏置网络
　8.1 采用分立元件的匹配网络
　8.2 微带线匹配网络
　8.3 放大器的工作状态和偏置网络
　应用讲座： 设计7 GHz高电子迁移率晶体管放大器的匹配网络和偏置网络
　8.4 小结
　阅读文献
　习题
第9章 射频晶体管放大器设计
　9.1 放大器的特性指标
　9.2 放大器的功率关系
　9.3 稳定性判别
　9.4 增益恒定
　9.5 噪声系数圆
　9.6 等驻波系数圆
　9.7 宽带放大器、大功率放大器和多级放大器
　应用讲座： 中功率放大器模型性能参数的测量
　9.8 小结
　阅读文献
　习题
0章 振荡器和混频器
　10.1 振荡器的基本模型
　10.2 高频振荡器电路
　10.3 混频器的基本特征
　应用讲座： 采用谐波平衡分析法仿真实际的振荡器
　10.4 小结
　阅读文献
　习题
　附录A 常用物理量和单位
　附录B 圆柱导体的趋肤公式
　附录C 复数
　附录D 矩阵变换
　附录E 半导体材料的物理参量
　附录F 二极管的无限长模型和有限长模型
　附录G 耦合器
　附录H 噪声分析
　附录I MATLAB简介

作者介绍

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　　ReinholdLudwig：美国伍斯特技术学院电气与计算机工程系教授。教学和科研领域包括高频电路、成像和传感器。
　　Gene Bogdanov：美国伍斯特技术学院副教授。讲授微处理器设计课程，并研究用于成像的射频线圈。

文摘

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序言

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《现代射频系统设计导论：原理、技术与前沿展望》 内容简介： 本书是一本关于现代射频（RF）系统设计的综合性导论，旨在为电子工程、通信工程以及相关领域的学生、研究人员和工程师提供扎实的理论基础和实用的工程实践指导。本书深入探讨了射频电路设计的核心概念，涵盖了从基础理论到先进技术的广泛内容，并紧密结合当前无线通信和射频应用的发展趋势，力求呈现一个全面而前瞻性的射频系统设计视角。 第一部分：射频电路设计基础 本部分旨在为读者建立起坚实的射频电路设计理论基础。我们首先从电磁波的基本特性出发，回顾和梳理了电磁场理论在射频领域的应用，包括麦克斯韦方程组的理解及其在传播、辐射和散射问题中的重要性。随后，我们将重点介绍传输线理论，这是射频电路设计中不可或缺的基石。我们将详细讲解电压驻波比（VSWR）、反射系数、插入损耗等关键参数的含义与计算，并深入阐述史密斯圆图的使用方法，使其成为进行阻抗匹配和电路分析的强大工具。 接着，本书将详细阐述射频电路中的基本元件模型，包括电阻、电容、电感在射频频段的表现，以及这些无源元件的寄生效应。我们将深入探讨二极管、三极管、场效应管等有源器件在射频电路中的工作原理和建模方法，分析其高频特性限制，并介绍各种射频晶体管（如BJT、FET、MOSFET、LDMOS、GaAs FET等）的特性及其在不同射频应用中的选择考量。 第二部分：关键射频电路模块设计 本部分将带领读者深入理解和设计现代射频系统中至关重要的各个电路模块。我们将从低噪声放大器（LNA）的设计入手，详细讲解低噪声放大器的噪声系数（NF）、增益、线性度（如IP3、P1dB）等关键性能指标，并介绍常用的LNA电路拓扑结构（如共源、共射、共集等）及其设计考量，包括如何实现最佳的噪声匹配和功率匹配。 随后，我们将重点关注功率放大器（PA）的设计。PA是射频系统中实现信号发射的关键模块，其效率、线性度、输出功率等直接影响系统的整体性能和功耗。我们将详细介绍各类PA拓扑结构，如甲类、乙类、甲乙类、丙类等，分析它们的优缺点，并深入讲解如何进行PA的偏置设计、匹配网络设计以及如何通过Doherty、Cartesian Feedback等技术提升PA的线性度和效率，以满足现代通信标准日益严格的线性度要求。 混频器是实现频率转换的核心电路，我们将详细分析单平衡混频器、双平衡混频器、 Gilbert 单元混频器等不同类型混频器的结构、工作原理，并讲解其噪声、失真、隔离度等性能指标。同时，我们将探讨本振（LO）的产生和驱动电路，以及如何选择合适的LO频率和功率以优化混频器的性能。 振荡器是射频系统中提供稳定信号源的关键。本书将深入讲解振荡器的基本原理，包括LC振荡器、RC振荡器、晶体振荡器、压控振荡器（VCO）等。我们将详细分析振荡器的相位噪声、频率稳定度等关键性能指标，并介绍实现低相位噪声振荡器设计的关键技术，以及VCO的线性度和调谐范围设计。 滤波器是射频系统中用于选择和抑制特定频率信号的重要组成部分。我们将介绍集中参数滤波器和分布参数滤波器的设计原理，包括低通、高通、带通、带阻滤波器的设计。我们将详细讲解集总元件滤波器（如L-C滤波器）和微带线滤波器、带状线滤波器等分布参数滤波器的设计方法，以及它们的Q值、阻带衰减、插入损耗等性能指标。 第三部分：射频系统集成与应用 本部分将视角从单一电路模块提升到整个射频系统的层面，探讨系统集成、设计流程以及前沿应用。我们将深入解析典型的射频收发系统架构，如超外混（Superheterodyne）接收机和低中频（Low-IF）接收机、零中频（Zero-IF）接收机等，分析不同架构的优缺点及其在不同应用场景下的适用性。 阻抗匹配是射频电路设计中无处不在的关键技术。我们将系统性地回顾和深入讲解各种阻抗匹配技术，包括单节和多节匹配网络的设计，Stub（短截线）匹配，以及基于史密斯圆图的匹配方法。同时，我们将介绍匹配网络对电路性能的影响，以及如何设计宽带匹配网络。 信号完整性（SI）和电源完整性（PI）对于高性能射频电路的设计至关重要。我们将分析高频信号在PCB上传输时遇到的损耗、串扰、反射等问题，并提出相应的PCB布局布线设计原则和技巧，以保证信号的完整性。同时，我们将探讨电源噪声对射频电路性能的影响，以及如何设计低噪声的电源系统。 本书还将探讨当前射频领域的前沿技术和发展趋势。我们将介绍射频前端模块（FEM）的集成技术，以及其在移动通信、物联网等领域的应用。同时，我们将讨论射频微机电系统（RF MEMS）的技术及其在开关、滤波器等器件中的应用前景。此外，我们还将展望下一代通信技术（如6G）对射频设计提出的新挑战和机遇，包括毫米波和太赫兹频率的应用、人工智能在射频设计中的作用等。 结论 《现代射频系统设计导论：原理、技术与前沿展望》致力于为读者提供一个清晰、系统且实用的射频电路设计学习路径。通过理论讲解、实例分析和对前沿技术的展望，本书旨在帮助读者深刻理解射频电路设计的核心原理，掌握关键的设计方法，并能够自信地应对现代射频系统设计中的各种挑战，为投身于无线通信、雷达、导航、电子对抗等蓬勃发展的射频技术领域打下坚实的基础。本书内容丰富，结构清晰，适合作为高等院校电子信息类专业本科生和研究生的教材，也是射频工程师和科研人员的重要参考书籍。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这本专业书籍时，我最大的顾虑是它会不会因为年代久远而显得过时，毕竟射频技术发展迅猛。然而，深入阅读后发现，虽然电子器件的具体参数在不断更新，但这本书所阐述的核心物理原理和设计哲学，比如传输线理论、散射参数（S参数）的物理意义、稳定性判据等，是千年不变的基石。更令人惊喜的是，它在介绍基础理论的同时，还巧妙地融入了对现代技术趋势的思考，比如对高Q值无源器件的选择倾向，以及在毫米波频段设计时需要特别关注的版图效应。它并没有像一本纯粹的“手册”那样罗列最新的器件数据，而是教你如何去“思考”和“分析”任何一个给定的射频电路问题，这份思维训练的价值，远超任何具体的工艺信息。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我本来对手册式的工具书不太感冒，总觉得干巴巴的，缺乏人情味。但这本书给我的感觉完全不同，它就像一位耐心的老师，在你快要被高频的各种奇特现象搞晕时，适时地为你点亮一盏明灯。我尤其欣赏它对各种非理想元件模型处理的细致程度。在讲解LNA（低噪声放大器）的设计时，它没有回避实际器件的寄生参数对性能的巨大影响，而是将这些“麻烦”拆解开来，让你清楚地看到，为什么理论上的完美指标在实际中总是达不到，以及我们该如何通过精巧的结构设计去弥补这些缺陷。书中对于滤波器设计的部分，我感觉尤其实用，从Butterworth到Elliptic，每一种类型的优缺点和适用场景都分析得非常到位，还配有大量的仿真结果佐证，这对我后续设计一个满足特定带宽和纹波指标的滤波器提供了极大的帮助。这本书的行文风格是那种务实到家的，没有华丽的辞藻，每一个字、每一张图都是为了解决一个工程问题而存在的。

评分☆☆☆☆☆

作为一名偏向于硬件实现方向的工程师，我最看重的是设计规范和可操作性。这本书在这方面做得尤为出色。它不仅仅停留在“是什么”的层面，更多地着眼于“怎么做”。例如，在讨论功率放大器的偏置和驱动策略时，作者给出了好几个不同工作模式下的详细步骤，甚至提到了在不同工艺平台上可能遇到的工艺角（Process Corners）对稳定性的影响。这种将理论与仿真、仿真与实际测试紧密结合的叙事方式，让我觉得这本书的知识体系非常完整。我甚至在做项目遇到一个关于耦合线设计的问题时，翻回这本书的相应章节，发现它早已给出了一个非常直观且易于理解的解释，远比网络上那些零散的资料要系统和权威得多。它真正做到了连接理论的严谨性和工程实践的灵活性。

评分☆☆☆☆☆

这本厚重的教材，拿到手里沉甸甸的，光是封面就透着一股严谨的气息。我一个刚踏入射频领域的研究生，面对这堆复杂的公式和密集的图表，心里不免有些发怵。然而，翻开目录，它清晰的结构和循序渐进的讲解方式，很快就给了我不少信心。尤其是关于史密斯圆图的运用，作者没有仅仅停留在理论推导上，而是给出了大量结合实际的例子，我甚至能想象出自己拿着示波器和矢量网络分析仪，一步步进行阻抗匹配的场景。书中对噪声、非线性效应的分析也颇为深入，这可是在实际工程中常常让人头疼的问题。虽然有些章节的数学推导确实需要静下心来仔细啃，但一旦理解了背后的物理意义，那种豁然开朗的感觉，绝对值得花费的时间。我感觉它不像一本纯粹的理论教科书，更像是一位经验丰富的老工程师手把手在教你如何解决现实中的射频难题。这本书的深度和广度，让我想起了以前读过的经典模拟电路教材，那种经得起时间考验的扎实感，让人觉得这笔投入是相当超值的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图质量，对于一本如此技术密集的书籍来说，是相当令人满意的。我最怕的就是那种黑白印刷、线条模糊的图示，让人在辨认复杂的电路结构和矢量图时倍感吃力。幸运的是，这本教材的图表清晰、对比度高，尤其是那些关于场分布和电磁耦合的示意图，非常直观。它在讲述反馈网络和稳定性分析时，那种逻辑的流畅性让人印象深刻，从一开始的开环增益定义，到波德图的绘制，再到最终判断系统的稳定性，每一步都有明确的数学依据和对应的物理图像。读完它，我感觉自己对“稳定”这个词在射频系统中的深刻含义有了更全面的理解，它不再是一个抽象的指标，而是通过一系列可控的工程手段达成的结果。这套深入浅出的讲解方式，极大地降低了学习高阶射频理论的门槛。