HJ ADS射频电路设计基础与典型应用(第2版) 9787115391759 人民邮电出 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：ADS射频电路设计基础与典型应用(第2版)

定价：79.0元

作者：黄玉兰

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2015-10-01

ISBN：9787115391759

字数：875000

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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1.立足实践，重点介绍实际操作中遇到的普遍、典型问题。
　　2.深入讲解ADS工作界面、使用方法和设计仿真功能的方方面面。
　　3.与理论指导书《频电路理论与设计（第2版）》相辅相成。

内容提要

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目录

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作者介绍

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黄玉兰 研究领域：电磁场与无线技术、射频微波电路、射频识别技术、 、传感器技术、物联网等。 以前出版的教材： 书名《电磁场与微波技术（第2版）》 人民邮电出版社 出版时间 2012年 2万多册 书名《射频电路理论与设计（第2版）》 人民邮电出版社 出版时间 2014年 本书作者已经在人民邮电出版社出版10本书。

文摘

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序言

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《射频电路设计：原理、技巧与实践》 第一章：射频世界的基石——电磁波与传播 本章深入剖析电磁波的本质及其在空间中的传播机制，为后续的射频电路设计奠定坚实的理论基础。我们将从麦克斯韦方程组出发，揭示电磁波的生成、传播与相互转化规律，并详细介绍不同传播环境（如自由空间、导波结构）对电磁波特性的影响。内容将涵盖： 电磁波的基本属性： 波长、频率、振幅、相位、偏振等关键参数的定义、度量方式及其相互关系。 麦克斯韦方程组在射频领域的应用： 阐述其在描述电磁场行为、推导波传播方程中的核心作用，并引入史密斯圆图等可视化工具，帮助理解阻抗匹配和驻波等重要概念。 不同传播模型的探讨： 分析自由空间传播的特点（如路径损耗、反射、衍射），以及波导、同轴电缆等传输线在限制电磁波传播时的物理原理和损耗特性。 天线的基础知识： 介绍天线作为电磁波与电路接口的基本功能，以及全向天线、定向天线等基本类型及其辐射方向图的概念，为理解射频系统的前端设计提供启示。 电磁干扰（EMI）与电磁兼容（EMC）的初步认识： 强调在射频系统设计中，理解电磁波的产生与耦合机制对于抑制干扰、确保系统稳定运行的重要性。 第二章：信号的流动与变换——传输线理论详解 传输线是连接射频电路各个功能模块的关键通道，理解其工作原理对于精确控制信号传输至关重要。本章将系统介绍传输线理论，从集总参数模型过渡到分布参数模型，深入分析信号在传输线上的行为。 传输线的集中参数模型与分布参数模型： 阐述在不同频率下，两种模型的适用性，并引出传输线的特性阻抗（Zo）、传播常数（γ）等核心参数。 史密斯圆图的应用： 详细讲解如何使用史密斯圆图进行阻抗匹配，包括匹配网络的构成、设计方法（如单段匹配、多段匹配），以及如何分析驻波比（VSWR）和回波损耗（Return Loss）。 反射与透射系数： 定义并计算不同阻抗接口处的反射与透射系数，以及它们对信号功率传输效率的影响。 损耗的分析： 区分导体损耗、介质损耗等传输线固有的损耗机制，并探讨如何通过选择合适的传输线材料和结构来最小化损耗。 非常态传输： 介绍在特定应用场景下（如瞬态信号、高功率传输）传输线可能出现的非常态现象，及其对系统性能的影响。 第三章：精细调控——射频滤波器设计原理与实践 滤波器是射频系统中不可或缺的关键组件，用于选择性地允许特定频率的信号通过，同时抑制其他频率的信号。本章将深入探讨滤波器设计的理论基础、常用拓扑以及实际应用中的考量。 滤波器的基本概念与分类： 介绍低通、高通、带通、带阻等基本滤波器类型，以及它们的幅频特性和相频特性。 滤波器设计理论： 详细讲解巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、贝塞尔（Bessel）等经典滤波器设计理论，分析它们在通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度等方面的权衡。 集总参数滤波器设计： 介绍基于集总元件（电感、电容）的滤波器设计方法，包括LC低通、高通、带通滤波器的设计公式和电路实现。 分布参数滤波器设计： 讲解基于传输线结构（如微带线、带状线）的分布参数滤波器设计，包括微带耦合线滤波器、枝节滤波器等。 滤波器性能指标： 深入剖析插入损耗、带内平坦度、阻带衰减、Q值等关键性能指标，并说明其对射频系统整体性能的影响。 滤波器调谐与制造： 探讨滤波器在实际制造和调谐过程中可能遇到的问题，以及提高滤波器性能的技巧。 第四章：信号的放大与衰减——射频功率放大器（PA）与低噪声放大器（LNA） 放大器是射频电路中实现信号增益的关键模块，根据其作用和性能要求，主要分为功率放大器（PA）和低噪声放大器（LNA）。本章将详细阐述这两类放大器的设计原理、工作特性与典型应用。 功率放大器（PA）设计： PA的分类与工作模式： 介绍A类、B类、AB类、C类、D类、E类、F类等不同工作类别的PA，分析它们的效率、线性度和功率输出特性。 PA的匹配网络设计： 重点讲解如何设计PA的输入匹配和输出匹配网络，以实现最大功率输出（Pout）或最佳效率。 PA的失真与线性度： 探讨PA在驱动较大信号时产生的谐波、互调失真等非线性效应，以及如何通过预失真、包络跟踪等技术改善线性度。 PA的热管理： 分析PA在高功率工作时产生的热量，以及散热设计的重要性。 低噪声放大器（LNA）设计： LNA的核心目标： 强调LNA的首要任务是引入尽可能低的噪声，以提高接收链路的信噪比（SNR）。 噪声系数（NF）的定义与计算： 详细解释噪声系数的概念，以及级联噪声系数的计算公式。 LNA的匹配与增益设计： 讲解如何设计LNA的输入匹配网络，以获得最佳噪声系数（NFmin），并讨论增益和稳定性的要求。 LNA的稳定性分析： 介绍K因子、Δ因子等稳定性判据，以及如何设计电路以确保LNA的稳定工作。 常用放大器结构： 介绍单级放大、多级反馈放大、分布式放大器等常见结构。 第五章：精确的频率控制——振荡器与锁相环（PLL） 振荡器是产生射频信号的源头，而锁相环（PLL）则是一种用于频率合成、时钟恢复和信号调制的关键电路。本章将深入探讨振荡器的设计原理、分类以及PLL的工作机制和应用。 振荡器的基本原理： 巴克豪森判据： 阐述振荡器产生自激振荡的两个基本条件（增益等于1，相位累积为2π）。 振荡器的反馈网络： 分析LC振荡器（哈特莱、科皮茨）、RC振荡器、晶体振荡器的工作原理。 振荡器的性能指标： 讨论相位噪声、频率稳定度、输出功率等关键指标。 压控振荡器（VCO）： 介绍VCO的结构和工作原理，以及其在频率调制中的作用。 锁相环（PLL）的原理与结构： PLL的基本组成： 详解鉴相器（PD）、低通滤波器（LPF）、压控振荡器（VCO）和分频器（Divider）等核心模块。 PLL的工作过程： 阐述PLL如何通过反馈机制实现输出频率与参考频率的锁定。 PLL的环路设计： 介绍环路带宽、阻尼系数等关键参数，以及它们对PLL动态性能的影响。 PLL的应用： 详细介绍PLL在频率合成器（生成多路不同频率的信号）、时钟恢复、数据解调、抖动抑制等方面的广泛应用。 第六章：信号的调制与解调——射频通信系统的核心 调制是将信息信号加载到高频载波上的过程，解调则是从载波中提取信息信号的过程。本章将系统介绍各种射频调制解调技术，及其在无线通信系统中的作用。 调制的基本概念： 调幅（AM）： 介绍标准AM、SSB、DSB等调幅方式，及其在广播电视中的应用。 调频（FM）： 阐述FM的原理、优点（抗噪声能力强）及其在广播、无线对讲等领域的应用。 调相（PM）： 介绍PM与FM的关系，以及其在数字通信中的应用。 数字调制技术： ASK（幅度键控）、FSK（频率键控）、PSK（相位键控）： 介绍这些基本数字调制方式的原理和特点。 QAM（正交幅度调制）： 详细讲解QAM如何通过幅度和相位联合来提高频谱利用率，及其在Wi-Fi、4G/5G通信中的关键作用。 OFDM（正交频分复用）： 阐述OFDM如何将高速数据流分割成多个低速子载波传输，以克服多径衰落，广泛应用于Wi-Fi、4G/5G等。 解调技术： 相干解调、非相干解调： 介绍不同调制方式对应的解调方法。 同步解调： 讲解在数字通信中，如何进行载波同步和定时同步。 射频通信链路的典型构成： 结合调制解调技术，勾勒出一个典型的无线通信系统的信号收发流程。 第七章：射频集成电路（RFIC）与系统级设计 随着集成电路技术的飞速发展，射频功能正逐渐集成到单芯片解决方案中，极大地降低了设备成本和体积。本章将探讨射频集成电路的设计挑战，以及射频系统级的设计理念。 CMOS、BiCMOS、GaAs等RFIC技术： 介绍不同半导体工艺在射频领域的优势与劣势。 RFIC中的关键模块设计： LNA、PA、Mixer（混频器）、VCO、PLL等集成设计： 探讨在有限的芯片面积和功耗下，如何实现高性能射频模块。 匹配网络和无源元件的实现： 讲解片上电感、电容、电阻的特性及其对设计的影响。 RFIC设计中的挑战： 寄生效应： 衬底损耗、互连线寄生电感电容的影响。 隔离度与串扰： 如何在高密度的集成电路中保证各模块的独立性。 功耗与散热： 在有限功耗下实现高性能。 射频系统级设计（System-on-Chip, SoC）： 基带与射频的协同设计： 强调数字信号处理与射频前端的紧密结合。 信号链的优化： 从天线到基带，整体优化设计，提高系统整体性能。 电磁兼容（EMC）与电磁干扰（EMI）的系统级考量： 在系统层面解决电磁兼容问题。 先进的RFIC应用： 5G通信、物联网（IoT）、医疗电子等领域的射频集成电路解决方案。 第八章：实战经验与案例分析 本章将结合前面章节的理论知识，通过具体的射频电路设计案例，展示实际设计过程中遇到的问题、解决方法以及优化思路。 低噪声放大器（LNA）的设计实例： 从器件选择、参数计算、匹配网络设计到仿真验证，全程展示一个实际LNA的设计流程。 功率放大器（PA）的设计分析： 以一个常见的PA应用为例，分析其线性度、效率和输出功率的优化方法。 带通滤波器（BPF）的设计案例： 演示如何设计一个满足特定频率范围和带宽要求的微带线带通滤波器。 频率合成器（PLL）的应用案例： 以一个实际通信系统中的频率合成器设计为例，讲解如何根据系统需求选择合适的PLL芯片和配置参数。 射频收发一体机的系统框图分析： 结合前面学习的各个模块，梳理一个完整的射频收发一体机的信号流程，并探讨其设计重点和难点。 测量仪器与测试方法： 简要介绍射频电路设计中常用的测量仪器（如网络分析仪、频谱分析仪、信号发生器）及其基本使用方法，为实际验证设计提供指导。 射频电路设计中的常见误区与经验总结： 分享一些在实际设计中容易遇到的问题，以及一些行之有效的经验技巧，帮助读者少走弯路。 通过以上八个章节的学习，读者将能够系统地掌握射频电路设计的基础理论、关键技术以及实际应用方法，为从事射频电路的设计、开发与研究打下坚实的基础。