ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄玉兰 著

图书标签:

• 射频电路
• ADS
• 电路设计
• 微波技术
• 射频器件
• 模拟电路
• 通信工程
• 电子工程
• 高等教育
• 专业教材

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115391759

版次：2

商品编码：11785863

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-10-01

用纸：胶版纸

页数：494

正文语种：中文

内容简介

　　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。

作者简介

　　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年销量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。

内页插图

前言/序言

《高频电路设计原理与实践》 作者： [作者姓名，例如：张伟、李明] 出版日期： [例如：2023年10月] 出版社： [例如：电子工业出版社、机械工业出版社] 定价： [例如：XX元] 内容简介： 本书旨在为电子工程、通信工程、微电子学等相关专业的学生、科研人员以及从事射频（RF）和微波电路设计工程师提供一套全面、深入且实用的学习资料。本书不仅涵盖了射频电路设计的基础理论，更侧重于其在实际工程应用中的落地，力求理论与实践相结合，帮助读者建立扎实的射频电路设计知识体系，并能独立完成复杂的射频系统设计任务。 核心内容概览： 第一部分：射频电路基础理论 本部分将带领读者从最基础的物理概念出发，逐步深入射频电路设计的核心。 电磁场与传输线理论回顾与深化： 麦克斯韦方程组的射频视角： 重点阐述麦克斯韦方程组在描述高频电磁场行为中的关键作用，包括位移电流、自由空间传播、介质中的传播特性等。 传输线理论精要： 深入讲解同轴线、微带线、带状线等常见传输线的结构、参数（特性阻抗、传播常数、衰减常数）的推导与计算。着重分析传输线的损耗机制（介质损耗、导体损耗）及其对信号完整性的影响。 史密斯圆图的应用： 全面介绍史密斯圆图作为一种强大的分析和设计工具，如何用于阻抗匹配、驻波比（VSWR）计算、负载匹配网络设计等。将通过大量实例，演示史密斯圆图在解决实际工程问题中的便捷性与高效性。 S参数（散射参数）及其意义： S参数的定义与物理意义： 详细解释S参数如何描述高频电路的输入输出特性，包括电压增益、回波损耗、插入损耗、功率增益等。 S参数的测量与提取： 介绍矢量网络分析仪（VNA）的基本原理及其在S参数测量中的应用。 S参数在电路分析与设计中的应用： 展示如何利用S参数对射频电路进行级联分析，以及如何基于S参数进行电路的稳定性判断和优化。 电路的寄生效应与模型： 元件的寄生效应： 深入分析电感、电容、电阻等基本元器件在高频下的寄生效应，如导线的电感、焊盘的电容、PCB走线的电感等，及其对电路性能的影响。 高频等效电路模型： 介绍不同类型元件（如晶体管、电感、电容）在高频下的等效电路模型，包括寄生参数的考虑。 PCB板级寄生效应分析： 详细讨论PCB走线、过孔、接地层等在高频电路设计中引入的寄生电容、寄生电感，以及它们如何影响信号完整性和电路性能。 噪声理论与低噪声放大器（LNA）设计基础： 噪声的来源与模型： 讲解热噪声、散弹噪声、闪烁噪声等各类噪声的物理机制，以及如何用噪声系数（NF）、等效噪声电阻等参数来量化噪声。 噪声系数的计算与优化： 介绍级联电路的噪声系数计算公式，并指导读者如何通过优化电路结构和选择器件来降低整体噪声系数。 LNA的设计原则与指标： 阐述LNA的关键设计指标，如低噪声系数、高增益、良好的输入输出匹配、线性度等，并初步介绍实现这些指标的设计思路。 功率与线性度： 非线性效应的表征： 介绍功率放大器（PA）设计中常见的非线性效应，如谐波失真、互调失真（IMD）、增益压缩等。 关键线性度参数： 详细解释P1dB（1dB压缩点）、IP3（三阶交调截点）等线性度指标的含义及其重要性。 非线性对通信系统的影响： 分析非线性效应如何导致信号频谱扩张，产生干扰，降低通信系统的整体性能。 第二部分：射频电路设计实践与关键模块 本部分将深入探讨射频电路设计中的具体电路结构、关键模块的设计与优化。 阻抗匹配网络设计： 匹配的原理与目的： 阐述阻抗匹配在最大功率传输、最小信号反射、提高增益和降低噪声中的重要作用。 Lumped Element匹配网络： 详细讲解使用电感和电容实现阻抗匹配的方法，包括单调匹配、双调匹配等。 Distributed Element匹配网络： 介绍使用传输线（如微带线）作为匹配元件的设计方法，并分析其在高频下相对于集总元件的优势。 匹配网络的损耗分析与优化： 强调在设计匹配网络时，必须考虑匹配元件自身的损耗，并提供优化方法以减少损耗。 低噪声放大器（LNA）设计： LNA电路拓扑结构： 介绍常见的LNA电路结构，如单级共射/共源放大器、Cascode LNA、共栅LNA等，并分析它们的优缺点。 噪声匹配与功率匹配的权衡： 深入探讨在LNA设计中，如何在输入端实现噪声匹配（最小化噪声系数）和功率匹配（最大化输入功率传输）之间的平衡。 器件选择与偏置设计： 指导读者如何根据设计指标选择合适的晶体管（如GaAs MESFET、SiGe HBT、CMOS FET等），以及如何优化偏置点以获得最佳的噪声和增益性能。 稳定性分析与设计： 讲解LNA在工作过程中可能出现的振荡问题，并介绍稳定电路的设计方法（如引入反馈、优化阻抗匹配等）。 功率放大器（PA）设计： PA电路拓扑结构： 介绍常见的PA电路结构，如Class A, B, AB, C, D, E, F等，并分析它们的效率、线性度和功率输出特性。 效率与线性度的关键技术： 探讨提高PA效率（如 Doherty PA, Envelope Tracking PA）和改善线性度（如预失真技术）的关键技术。 输出匹配网络的优化： 重点讲解如何设计输出匹配网络，以实现最大功率输出，同时考虑器件的安全工作区和散热问题。 热设计考虑： 强调PA在工作时产生大量热量，因此在设计中必须充分考虑散热问题，以保证器件的可靠性和性能。 混频器（Mixer）设计： 混频器的工作原理： 解释混频器的基本功能是将两个不同频率的信号进行相乘，产生新频率分量。 常见混频器类型： 详细介绍二极管混频器、FET混频器、 Gilbert Cell混频器等，并分析它们的性能特点。 LO驱动与隔离度： 讲解本地振荡器（LO）信号的驱动电平对混频器性能的影响，以及如何实现良好的LO-RF和LO-IF隔离。 单边带（SSB）混频器与双边带（DSB）混频器： 介绍不同混频器在产生输出信号频谱上的差异，以及其在不同应用场景下的选择。 振荡器（Oscillator）设计： 振荡器基本原理： 阐述振荡器产生稳定频率信号的条件（Barhausen判据）。 反馈式振荡器： 介绍Colpitts、Hartley、Clapp等经典反馈式振荡器电路，以及它们的频率选择机制。 LC振荡器与晶体振荡器： 分析LC振荡器和晶体振荡器各自的优缺点，以及其在不同频率范围内的适用性。 电压控制振荡器（VCO）： 讲解VCO的工作原理，以及其在频率合成器中的关键作用。 相位噪声分析与抑制： 重点分析振荡器的相位噪声，及其对通信系统性能的影响，并介绍降低相位噪声的设计方法。 锁相环（PLL）及其应用： PLL基本组成与工作原理： 详细介绍锁相环的组成部分（鉴相器、低通滤波器、压控振荡器），以及其如何实现频率和相位锁定。 PLL的环路设计： 讲解环路带宽、阻尼系数等参数对PLL性能的影响，以及如何设计最优的环路滤波器。 PLL在频率合成中的应用： 展示PLL如何实现高精度、高稳定度的频率合成，是现代通信系统中不可或缺的模块。 PLL在时钟恢复、频率跟踪等方面的应用。 第三部分：射频电路设计工具与仿真 本部分将介绍现代射频电路设计中常用的EDA（Electronic Design Automation）工具，并演示其在设计流程中的应用。 仿真工具介绍： ADS (Advanced Design System) 基础： 详细介绍Keysight ADS软件的基本界面、原理图编辑器、版图编辑器、仿真器（Harmonic Balance, Transient, EM Simulation）等核心功能。 其他常用射频EDA工具： 简要介绍Cadence Virtuoso RF Solution, Ansys HFSS, CST Studio Suite等。 电路仿真与优化： 原理图仿真： 演示如何搭建电路原理图，设置仿真参数，并进行DC、AC、Transients等仿真分析，以验证电路的基本功能。 功率谐波平衡（Harmonic Balance）仿真： 重点讲解Harmonic Balance仿真在分析非线性电路（如PA、Mixer）的稳态行为中的应用，包括增益、效率、失真等指标的计算。 瞬态（Transient）仿真： 演示Transient仿真在分析电路瞬态响应、信号完整性、时域行为中的作用。 电磁场（EM）仿真： 介绍EM仿真在分析PCB走线、封装、天线等三维结构的电磁特性中的重要性，以及如何将其结果导入电路仿真。 版图设计与后仿真： PCB版图设计： 演示如何根据电路设计，在ADS中进行PCB版图的绘制，包括走线、过孔、封装等。 版图提取与后仿真： 讲解如何从版图中提取寄生参数，并将其集成到电路原理图中进行后仿真，以验证设计在实际物理实现中的性能。 版图寄生参数提取与优化： RC提取与RLC提取： 介绍不同级别的寄生参数提取技术，以及其对仿真精度的影响。 版图规则检查（DRC）与设计规则检查（LVS）。 第四部分：典型射频应用电路分析 本部分将通过分析实际的射频应用电路，巩固前面所学的理论和方法。 低功耗蓝牙（BLE）接收前端设计实例。 Wi-Fi功率放大器设计与线性化技术。 智能手机中的射频收发模块设计。 雷达系统中的关键射频模块设计。 微波通信中的振荡器与倍频器设计。 学习特色： 理论体系严谨： 从基础概念出发，逐步构建完整的射频电路理论框架，确保读者对核心原理有深入理解。 实践导向明确： 强调理论知识在实际工程设计中的应用，通过大量实例和仿真演示，提升读者的工程实践能力。 工具链整合： 详细介绍并演示当前主流的射频EDA工具（以ADS为主），帮助读者掌握现代射频设计的工作流程。 内容全面深入： 涵盖了从基础到高级的射频电路设计知识，包括LNA、PA、Mixer、Oscillator、PLL等核心模块，并涉及噪声、线性度、稳定性等关键设计考量。 语言风格清晰易懂： 避免使用过于晦涩的专业术语，力求以清晰、流畅的语言解释复杂的概念，适合不同背景的读者。 图文并茂： 包含丰富的电路图、S参数曲线图、史密斯圆图、仿真结果图等，直观展示设计过程和结果。 适用对象： 高等院校电子工程、通信工程、微电子等专业的高年级本科生和研究生。 从事射频、微波、无线通信、雷达、导航等领域研发的工程师。 对射频电路设计感兴趣的初学者，希望系统学习相关知识。 需要提升射频电路设计技能和EDA工具应用能力的科研人员。 学习本书，您将能够： 理解射频电路设计所涉及的电磁场、传输线、S参数等基础理论。 掌握低噪声放大器、功率放大器、混频器、振荡器、锁相环等核心射频模块的设计原理和方法。 熟练运用ADS等EDA工具进行电路仿真、版图设计和后仿真。 分析并解决实际射频电路设计中遇到的噪声、匹配、稳定性、线性度等关键问题。 初步具备独立完成小型射频电路设计的工程能力。 《高频电路设计原理与实践》 将是您踏入射频电路设计领域、提升专业技能、解决工程难题的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，它没有使用那些枯燥乏味的学术术语，而是用一种非常接地气、通俗易懂的方式来讲解复杂的射频电路知识。我尤其喜欢其中一些形象的比喻和生动的故事，它们能够帮助我轻松地理解那些原本难以捉摸的射频概念。例如，在讲解 S 参数时，作者用“能量的进出”来类比，瞬间就让我明白了 S11 和 S21 的物理意义。而且，书中穿插了大量的设计小贴士和“避坑指南”，这些都是作者多年实践经验的总结，对于初学者来说，能够避免不少常见的错误。这本书读起来一点都不费力，甚至有些章节我感觉读起来像是在读一本技术小说。它让我体会到，学习射频电路设计也可以是一件有趣且充满乐趣的事情，而不是一件枯燥乏味的苦差事。

评分☆☆☆☆☆

这本书的魅力在于它对基础概念的深度挖掘和清晰阐释，仿佛为我打开了一扇通往射频世界的大门。它并没有直接跳到复杂的电路设计，而是花费了大量篇幅来讲解射频电路设计中必备的物理原理和数学工具，例如传输线理论、史密斯圆图的应用、以及噪声分析的精髓。这些内容虽然看似枯燥，但作者的讲解方式却极具启发性，通过大量的图示和类比，将抽象的概念变得具象化。尤其是关于阻抗匹配的部分，书中不仅介绍了多种匹配网络的设计方法，还深入探讨了不同匹配方式的优缺点及其在实际应用中的考量。我尤其喜欢其中关于“为什么需要匹配”的论述，它让我摆脱了死记硬背公式的模式，而是从能量传输的本质上去理解匹配的重要性。这本书就像一位循循善诱的良师，带领我一步步地构建起坚实的射频理论基础，为后续的学习和实践打下了坚实的地基。

评分☆☆☆☆☆

一本真正让人醍醐灌顶的著作，它并没有像某些教材那样，将繁复的理论公式堆砌在读者面前，而是以一种极其生动、直观的方式，层层剥茧地揭示了射频电路设计的核心思想。作者在讲解 ADS 软件的操作时，并非简单地罗列菜单选项，而是深入剖析了每个参数背后的物理意义，以及它们对电路性能产生的实际影响。比如，在讲到 S 参数的提取时，我第一次真正理解了为什么我们需要关注 S11 和 S21，以及它们与阻抗匹配、增益和噪声系数的微妙联系。书中的实例分析更是精妙绝伦，从简单的低噪声放大器到复杂的混频器，每一个设计流程都详尽无比，仿佛作者就在我身边手把手地教学。更让我惊喜的是，书中还穿插了不少设计技巧和陷阱规避的经验之谈，这些内容往往是课堂上学不到，但却是实际工程中至关重要的。读完这本书，我感觉自己对射频电路的理解不再是零散的知识点，而是形成了一个完整的知识体系，对 ADS 软件的应用也更加得心应手。

评分☆☆☆☆☆

我从这本书中获得的最大价值，是它为我提供了一个系统性的射频电路设计学习框架。它并没有将所有知识点一股脑地抛出，而是以一种有条理、有逻辑的方式，将复杂的射频设计过程分解为一个个易于理解的模块。从最基础的 S 参数和噪声系数，到更高级的稳定性分析和非线性效应，书中的内容层层递进，知识点之间衔接自然，使得我能够在一个宏观的视野下理解射频电路的整体设计流程。而且，作者在讲解过程中，非常注重理论与实践的结合，不仅提供了理论公式和推导，更给出了如何在 ADS 软件中实现这些理论的方法，并通过具体的例子加以说明。这种“理论+实践”的双重学习方式，极大地增强了我对知识的理解和应用能力。读完这本书，我对射频电路设计的整体脉络有了清晰的认识，也更有信心去应对实际的项目需求。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的亮点在于其丰富的实战案例和贴近工业界的视角。它并没有停留在理论层面，而是提供了大量基于 ADS 软件的真实电路设计和仿真案例，从天线设计到功率放大器，再到接收机前端，几乎涵盖了射频电路设计的各个重要环节。每个案例的讲解都非常详细，不仅展示了如何使用 ADS 进行电路建模和仿真，还深入分析了设计过程中遇到的挑战以及如何通过优化参数来提升电路性能。我特别欣赏书中对于“调试”环节的重视，作者详细介绍了在仿真过程中如何定位问题、分析错误，以及如何根据仿真结果调整设计。这些宝贵的经验对于初学者来说，无疑是巨大的财富，能够帮助我们少走弯路，更快地掌握实际的设计技巧。这本书让我深刻体会到，理论与实践相结合的重要性，它不仅仅是一本教材，更是一本实用的射频工程实践指南。

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质量好速度快！

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好

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书上的例子很详细，非常适合学习

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书不错，物流也挺快，正在学习中

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活动价格，十分实惠。

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好

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挺好的

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挺好的