【XH】 射频电路设计原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘轶，严伟 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030475022

商品编码：29477869074

包装：平装

出版时间：2016-05-01

基本信息

书名：射频电路设计原理

定价：98.00元

作者：刘轶,严伟

出版社：科学出版社

出版日期：2016-05-01

ISBN：9787030475022

字数：

页码：296

版次：01

装帧：平装

开本：32开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书系统地介绍了射频集成电路与系统的基本设计原理、设计思路和实际应用。全书分为射频微波的基础知识、射频电路系统中常用模块的设计和实际应用中需要考虑的问题三个部分。主要包括RF分布参数与集总参数模型、品质因数、4种滤波器的设计、传输线理论、S参数、阻抗匹配网络、Smith圆图、信号流图、梅森公式、转换功率增益、小信号放大器的设计、功率分配器和功率合成器以及功率耦合器的相关理论、PIN二极管和开关基本原理、功率放大器的应用、电磁兼容理论和应用等内容。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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【XH】 射频电路设计原理 前言 信息时代的飞速发展，离不开无线通信技术的不断革新。从我们日常使用的手机、Wi-Fi，到卫星通信、雷达探测，再到各种物联网设备，射频（RF）技术无处不在，并且扮演着至关重要的角色。射频电路作为无线通信系统的核心组成部分，其设计的好坏直接决定了整个系统的性能、功耗、成本以及可靠性。 本书正是为深入理解射频电路的设计原理而生。它并非一本简单罗列公式或器件参数的手册，而是一次系统性的、循序渐进的学习之旅，旨在帮助读者建立坚实的射频电路设计理论基础，并掌握实际设计中需要考虑的关键因素和方法。我们力求用清晰易懂的语言，结合丰富的实例，将抽象的射频概念具象化，让读者不仅知其然，更能知其所以然。 本书内容涵盖了射频电路设计中的核心知识体系，从基础的电磁场理论、传输线理论，到各种关键的射频电路模块，如匹配网络、放大器、滤波器、混频器、振荡器等，再到系统级的考量，如噪声、失真、稳定性等，都进行了深入的探讨。我们还将结合现代射频设计流程，介绍仿真工具的使用以及PCB布局布线的注意事项，力求让读者在理论学习的基础上，能够触类旁通，应用于实际的设计工作中。 无论您是初涉射频领域的学生，还是有一定经验的射频工程师，希望寻求理论升华或拓展视野，本书都将是您宝贵的参考。我们相信，通过本书的学习，您将能够更自信、更高效地进行射频电路的设计，为无线通信技术的进步贡献自己的力量。 第一章 射频基础理论 在进入具体的电路设计之前，理解射频领域的基本物理原理至关重要。本章将为您奠定坚实的理论基础。 电磁场与波：我们将从麦克斯韦方程组出发，简要回顾电磁场的基本概念，重点阐述电磁波的产生、传播以及其在空间中的行为特性。理解电磁波的频率、波长、能量等参数，以及它们与射频电路设计的内在联系。 传输线理论：射频信号在传输线上传播时，传统的集总参数电路模型不再适用。本章将详细介绍传输线的等效电路模型，讲解电压和电流的传播，反射，以及驻波的概念。关键概念包括特性阻抗、反射系数、电压驻波比（VSWR）等，这些参数对于射频电路的匹配和功率传输至关重要。 S参数：S参数（Scattering Parameters）是描述高频电路网络特性的强大工具。我们将介绍S参数的定义、物理意义，以及如何通过S参数来分析网络的增益、回波损耗、隔离度等关键性能指标。同时，还会讲解S参数与Z参数、Y参数之间的转换关系。 史密斯圆图：史密斯圆图是射频电路设计中不可或缺的图形化工具。本章将详细介绍史密斯圆图的构造原理、使用方法，包括如何利用它进行阻抗匹配、计算反射系数和驻波比等。熟练掌握史密斯圆图的应用，将大大提高射频电路设计的效率和直观性。 单位与频率：射频领域涉及广泛的频率范围，从kHz到THz。我们将介绍不同频段的划分及其特点，以及在射频设计中常用的单位（如dBm, dBW, dBμV等）的含义和换算。 第二章 射频电路的匹配 阻抗匹配是射频电路设计中的核心技术之一，其目标是最大化功率传输，最小化信号反射，以及提高系统的噪声性能。 匹配的基本概念：深入理解匹配的原理，为何需要匹配，以及理想匹配与实际匹配的区别。 匹配网络的类型：介绍各种常用的匹配网络结构，包括L型网络、π型网络、T型网络等，并分析它们的优缺点。 设计方法与工具：讲解如何根据具体的阻抗失配情况，利用史密斯圆图或计算方法设计匹配网络。还将介绍一些辅助设计软件的功能，帮助用户更便捷地完成匹配网络的设计。 匹配网络在实际中的应用：结合实际的射频电路（如放大器输入输出匹配、天线匹配）来阐述匹配网络设计的具体步骤和注意事项。 第三章 射频放大器设计 放大器是射频系统中至关重要的组成部分，用于放大微弱的射频信号。本章将深入探讨射频放大器的设计原理。 放大器的分类与指标：介绍不同类型的射频放大器，如低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）等，并详细讲解评价放大器性能的关键指标，包括增益、噪声系数（NF）、线性度（P1dB, IP3）、效率、稳定性等。 单级放大器设计： 小信号放大器设计：重点讲解如何设计满足特定增益和噪声系数要求的单级小信号放大器。我们将分析晶体管（如BJT, MOSFET）在射频频段的工作特性，以及如何通过输入输出匹配网络实现最佳性能。 大信号（功率）放大器设计：介绍功率放大器设计的特点和挑战，包括如何处理非线性效应，优化效率和功率输出。我们将讨论不同功率放大器拓扑结构（如甲类、乙类、甲乙类、丁类）的原理和适用场景。 稳定性分析：射频放大器在高频下容易出现自激振荡，影响系统的正常工作。本章将详细介绍稳定性判据（如K因子、B1因子），以及如何通过匹配网络设计和反馈技术来保证放大器的稳定性。 多级放大器设计：探讨多级放大器级联时的增益、噪声、线性和稳定性问题，以及如何进行优化设计。 第四章 射频振荡器与频率合成 振荡器是产生射频信号的源头，而频率合成则能够根据需要产生精确的射频信号。 振荡器基本原理：介绍振荡器的工作原理，包括正反馈、振幅限制和频率确定。 常用振荡器类型：讲解几种典型的射频振荡器电路，如LC振荡器、RC振荡器、晶体振荡器等，并分析它们的性能特点和应用。 压控振荡器（VCO）：介绍VCO的结构和工作原理，以及其在锁相环（PLL）中的作用。 锁相环（PLL）：详细阐述PLL的工作原理、组成部分（鉴相器、环路滤波器、VCO），以及其在频率合成、信号解调等方面的应用。 直接数字频率合成（DDFS）与小数-N分频：介绍更先进的频率合成技术，以及它们在现代通信系统中的优势。 第五章 射频滤波器设计 滤波器在射频系统中用于选择或抑制特定频率的信号，对于信号的选择性和抗干扰能力至关重要。 滤波器的基本概念与分类：介绍滤波器的作用，以及低通、高通、带通、带阻滤波器等基本类型。 滤波器响应类型：讲解 Butterworth、Chebyshev、Cauer（Elliptic）等不同响应类型滤波器的特性，以及它们在设计中的权衡。 无源滤波器设计： LC滤波器：介绍利用电感和电容构建无源滤波器的原理，以及集总参数和分布式参数滤波器的设计方法。 微带线滤波器：重点介绍利用微带线等传输线结构实现滤波器的设计，包括线宽、线长等参数的计算。 有源滤波器设计：介绍利用运算放大器等有源器件构建射频滤波器的方法。 滤波器设计工具与仿真：介绍常用的滤波器设计软件和仿真方法。 第六章 射频混频器与倍频器 混频器和倍频器是改变信号频率的关键电路，在频率上变/下变和信号处理中扮演着重要角色。 混频器工作原理：介绍混频器的基本工作原理，如平衡混频器、不平衡混频器等。 混频器的性能指标：讲解混频器的主要性能指标，包括变频损耗、本振泄漏、信号泄漏、互调失真等。 混频器的分类与选型：介绍不同类型的混频器（如二极管混频器、MOSFET混频器、IC混频器），以及如何根据应用需求选择合适的混频器。 倍频器设计：介绍倍频器的基本原理和常用电路结构。 第七章 射频系统集成与PCB布局布线 在完成各个分立模块的设计后，将它们集成到实际的PCB板上是系统实现的关键一步，也是影响射频性能的重要环节。 射频PCB板材选择：介绍不同PCB板材（如FR-4, Rogers材料）的介电常数、损耗等特性，以及它们对射频性能的影响。 传输线设计与阻抗控制：强调在PCB设计中如何精确控制微带线、带状线等的阻抗，以保证信号的完整性。 布局原则：讲解射频PCB布局的关键原则，如信号流向、电源地平面处理、器件隔离、短线原则等，以减小信号耦合和干扰。 布线技巧：介绍射频信号布线的注意事项，如接地处理、过孔设计、差分信号布线等。 屏蔽与接地：讲解如何通过屏蔽和良好的接地来提高射频电路的抗干扰能力。 电磁兼容性（EMC）：简要介绍射频电路设计中的EMC问题，以及如何通过设计来满足EMC要求。 第八章 射频电路的噪声与失真分析 射频系统的噪声和失真是影响其性能的两个重要因素，理解并控制它们是高性能设计的关键。 噪声源与噪声系数：详细介绍射频电路中常见的噪声源（热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等），以及噪声系数（NF）的概念及其计算方法。 噪声优化设计：讲解如何通过选择低噪声器件、优化匹配网络等方法来降低系统的噪声系数。 线性度与失真：介绍非线性器件产生的谐波和互调失真，以及IP3（三阶互调点）、P1dB（1dB压缩点）等线性度指标。 失真抑制方法：探讨降低失真的设计策略，如使用线性度更高的器件、采用特定的电路拓扑结构等。 第九章 射频电路的测试与测量 理论设计最终需要通过实际测量来验证。本章将介绍射频电路设计中常用的测试仪器和测量方法。 常用射频测试仪器：介绍矢量网络分析仪（VNA）、频谱分析仪、信号发生器、功率计、示波器等常用仪器的基本原理和功能。 S参数测量：讲解如何使用VNA进行S参数测量，以及如何解读测量结果。 噪声系数测量：介绍噪声系数的测量方法。 线性度测量：讲解如何测量IP3和P1dB。 信号发生与分析：介绍信号发生器和频谱分析仪在信号产生和分析中的应用。 校准与误差修正：强调测试中的校准步骤对测量准确性的重要性。 第十章 现代射频设计流程与工具 随着技术的进步，现代射频设计越来越依赖于先进的EDA（Electronic Design Automation）工具。 射频设计流程概览：从需求分析、原理图设计、仿真验证、PCB布局布线到最终的测试验证，介绍一个完整的射频设计流程。 EDA仿真工具介绍：重点介绍如ADS（Advanced Design System）、Cadence Virtuoso/Spectre RF、MATLAB等常用的射频仿真软件，及其在原理图仿真、版图仿真、电磁仿真等方面的功能。 版图设计与电磁场仿真：深入探讨如何将电路设计转化为PCB版图，并利用电磁场仿真工具（如HFSS、CST）进行结构分析，优化性能。 参数提取与模型：介绍如何从仿真结果或测量数据中提取器件模型参数，用于进一步的电路仿真。 设计自动化与优化：简要介绍设计自动化（DA）和优化技术在提高设计效率方面的作用。 结语 射频电路设计是一个充满挑战也充满乐趣的领域。本书旨在为您提供一个坚实的地基，帮助您理解其核心原理，掌握关键技术。技术的进步日新月异，本书所涵盖的内容是射频设计领域的基础和核心。希望通过本书的学习，能够激发您对射频技术更深层次的探索热情，不断创新，为无线通信的美好未来贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书我断断续续看了好几个月了，作为一个门外汉，当初抱着试试看的心态买来，主要还是因为工作上确实需要了解一些射频方面的知识，但又苦于没有系统的入门读物。拿到书后，第一感觉就是厚重，满满的专业术语和公式，当时心里确实有点打鼓。不过，翻开来仔细看，作者的叙述方式还算比较循序渐进，虽然有些地方我还是需要反复琢磨，甚至上网查阅一些补充资料，但整体而言，它并没有一开始想的那么难以理解。 尤其是关于一些基础概念的解释，比如阻抗匹配、噪声系数、增益的含义，书中都有相对清晰的阐述。我最喜欢的部分是它在介绍各种电路拓扑时，会给出一些实际应用的例子，这让我在学习理论知识的同时，也能对这些概念在现实世界中的作用有一个初步的认识。虽然书中的图示很多，但有时候我还是觉得如果能配上更生动的动画演示，或者更详细的原理图拆解，可能会更容易消化。总的来说，这本书对于想要快速建立射频电路基础认知的人来说，还是非常有帮助的。

评分☆☆☆☆☆

《XH 射频电路设计原理》这本书，让我对射频电路设计有了更宏观的认识。它不仅仅停留在器件层面，而是将目光投向了整个系统的设计和优化。我比较关注书中的关于系统级参数分析的部分，比如链路预算、星座图的解读，这些对于理解整个射频系统的性能瓶颈非常有帮助。 另外，书中对不同通信标准的射频前端设计思路也进行了探讨，虽然不像专门讲解某个标准的书那样细致，但它提供了一个很好的思考框架，让我能够触类旁通。我觉得这本书的价值在于它能够帮助读者建立起一个全面的射频设计思维模型，不仅仅是知道如何去计算某个参数，更是理解这些参数之间是如何相互影响，以及如何在系统层面做出权衡。

评分☆☆☆☆☆

当初选择这本书，纯粹是因为想找一本能够系统性介绍射频电路设计的书籍，而《XH 射频电路设计原理》的标题听起来就非常专业和全面。阅读过程中，我最大的体会是它的理论深度。作者在讲解每一个概念时，都力求从最根本的物理原理出发，并通过严密的数学推导来支撑。 我发现书中有大量的篇幅在讲解各种电磁场理论在射频电路设计中的应用，比如传输线理论、集肤效应等。对于我来说，这部分内容虽然很有价值，但理解起来确实需要花费不少精力。不过，当我成功地将这些理论知识与实际的电路设计联系起来时，那种豁然开朗的感觉是难以言表的。这本书更像是为那些希望从“为什么”到“怎么做”都能透彻理解射频电路的工程师量身打造的。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本《XH 射频电路设计原理》真的是一剂“猛药”，我当初是被它“原理”二字吸引，想着深入了解射频设计的方方面面。读完之后，我最大的感受是，这本书像一位严谨的学者，不遗余力地将自己所知的知识倾囊相授，但它显然不是那种面向初学者的“科普读物”。它的深度和广度都超乎我的想象，很多章节的推导过程都非常详尽，涉及到了微波网络参数、S参数、史密斯圆图等一系列高阶概念。 坦白说，很多时候我阅读的速度非常慢，需要停下来，拿出纸笔，跟着作者的思路一步步演算。这其中的艰涩程度，足以让任何一个没有扎实电子工程背景的读者望而却步。但是，如果你真的想要在射频领域深耕，渴望掌握其核心的理论精髓，这本书绝对是不可多得的宝藏。它所构建的知识体系是如此的完整和扎实，一旦你能够克服其中的困难，你将会发现自己对射频电路的理解会提升到全新的高度。

评分☆☆☆☆☆

我最近在学习射频前端的设计，偶然间翻到了这本《XH 射频电路设计原理》。这本书的体量很大，给我的第一印象就是内容非常丰富，几乎涵盖了射频电路设计的所有重要方面，从基础的元器件模型到复杂的系统集成，都有涉及。我尤其欣赏书中对于噪声分析和失真分析的详细讲解，这对于射频链路的性能优化至关重要。 书中还对多种滤波器、放大器、混频器等关键模块的设计方法进行了深入探讨，并给出了相关的设计公式和计算实例。虽然我还没有完全掌握所有内容，但仅是阅读这些章节，就让我对各种射频器件的内部工作原理有了更深刻的理解。我觉得这本书的排版也比较清晰，公式和图表的标注都很规范，这为我的学习过程提供了很大的便利。