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雷振亚 著

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• 射频电路
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• 通信工程
• 射频设计
• 微波设计
• 高频电路
• 模拟电路

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560645315

版次：2

商品编码：12251239

包装：平装

开本：16

出版时间：2017-11-01

用纸：胶版纸

内容简介

本书以常用微波概念和微波电路专题为线索，重点介绍常用的微波知识，侧重于工程实际，并给出必要的理论推导。全书共13章，涵盖微波无源器件、有源电路、天线、射频/微波系统、微波常用单位等内容。每种电路都有设计实例和常见结构、指标等。各部分内容相对独立、概念清晰，使读者能够尽快了解基本内容，理解基本原理，掌握设计方法，配合实验测试掌握关键指标和调试方法。

目录

第1章 射频/微波工程介绍 1

1.1 常用无线电频段 1

1.2 射频/微波的重要特性 4

1.2.1 射频/微波的基本特性 4

1.2.2 射频/微波的主要优点 5

1.2.3 射频/微波的不利因素 5

1.3 射频/微波工程中的核心问题 5

1.3.1 射频铁三角 5

1.3.2 射频铁三角的内涵 6

1.4 射频/微波电路的应用 7

1.5 射频/微波系统举例 8

1.5.1 射频/微波通信系统 8

1.5.2 雷达系统 9

1.6 射频/微波工程基本常识 12

1.6.1 关于分贝的几个概念 12

1.6.2 常用射频/微波接头 12

第2章 传输线理论 13

2.1 集总参数元件的射频特性 13

2.1.1 金属导线 13

2.1.2 电阻 15

2.1.3 电容 16

2.1.4 电感 17

2.2 射频/微波电路设计中Q值的概念 18

2.3 传输线基本理论 19

2.4 无耗传输线的工作状态 20

2.4.1 负载端（z=0处)情况 20

2.4.2 输入端（z=－L处）情况 21

2.5 有耗传输线的工作状态 21

2.6 史密斯圆图 22

2.7 微带线的理论和设计 23

2.7.1 各种传输线介绍 23

2.7.2 微带线 23

2.8 波导和同轴传输线简介 30

2.8.1 波导 30

2.8.2 同轴线 32

第3章 匹配理论 33

3.1 基本阻抗匹配理论 33

3.2 射频/微波匹配原理 34

3.3 集总参数匹配电路 35

3.3.1 L型匹配电路 35

3.3.2 T型匹配电路 38

3.3.3 Π型匹配电路 40

3.4 微带线型匹配电路 42

3.4.1 并联型微带匹配电路 42

3.4.2 串联型微带匹配电路 45

3.5 波导和同轴线型匹配电路 46

3.6 微波网络参数 47

3.6.1 四个参数的定义 47

3.6.2 四个参数之间的转换 49

第4章 功率衰减器 52

4.1 功率衰减器的原理 52

4.1.1 衰减器的技术指标 52

4.1.2 衰减器的基本构成 53

4.1.3 衰减器的主要用途 53

4.2 集总参数衰减器 53

4.2.1 同阻式集总参数衰减器 54

4.2.2 异阻式集总参数衰减器 56

4.2.3 集总参数衰减器设计实例 58

4.3 分布参数衰减器 60

4.3.1 同轴型衰减器 61

4.3.2 波导型衰减器 61

4.3.3 微带型衰减器 63

4.3.4 匹配负载 63

4.4 PIN二极管电调衰减器 64

4.4.1 PIN二极管 64

4.4.2 电调衰减器 64

4.4.3 PIN管限幅器 66

4.5 步进式衰减器 66

第5章 功率分配器/合成器 68

5.1 功率分配器的基本原理 68

5.1.1 功率分配器的技术指标 68

5.1.2 功率分配器的原理 69

5.2 集总参数功率分配器 69

5.2.1 等分型功率分配器 69

5.2.2 比例型功率分配器 70

5.2.3 集总参数功率分配器的

设计方法 71

5.3 分布参数功率分配器 72

5.3.1 微带线功率分配器 72

5.3.2 其他分布参数功率分配器 78

第6章 定向耦合器 79

6.1 定向耦合器的基本原理 79

6.1.1 定向耦合器的技术指标 79

6.1.2 定向耦合器的原理 80

6.2 集总参数定向耦合器 80

6.2.1 集总参数定向耦合器设计方法 80

6.2.2 集总参数定向耦合器设计实例 81

6.3 耦合线定向耦合器 82

6.3.1 平行耦合线耦合器基本原理 82

6.3.2 平行耦合线耦合器设计方法 83

6.3.3 平行耦合线耦合器设计实例 83

6.4 分支线型定向耦合器 86

6.4.1 分支线型定向耦合器原理 86

6.4.2 分支线型定向耦合器设计 86

6.4.3 分支线型定向耦合器设计实例 87

6.5 环形桥定向耦合器 87

第7章 射频/微波滤波器 89

第8章 放大器设计 120

第9章 射频/微波振荡器 146

第10章 频率合成器 167

第11章 其他常用微波电路 191

第12章 射频/微波天线 221

第13章 射频/微波系统 240

附录2 射频/微波工程常用数据 286

参考文献 293

精彩书摘

　　《射频/微波电路导论（第二版）》：
　　刀形旋转片衰减器的衰减量与旋入波导内的面积成正比。这种衰减器的优点是，起始衰减为零分贝，此时对波导内波的传输没有影响。在刀片旋入时，由于不附加任何支撑物于波导内，因此，输入驻波比很接近于1。设计合适的刀片形状可以实现衰减量与机械转角或深度读数之间接近线性关系，保证在全部衰减量可变范围内有足够高的精确度。这种定衰减器的缺点是会有少量电磁能量从波导中漏出，机械强度上略差。从多方面比较，刀形旋转吸收片衰减器比横向移动吸收片衰减器显得优越，在结构、安装等方面也比较简便。这种形式的衰减器结构简单、加工容易，适于成批生产。
　　横向移动式和刀片式衰减器都是粗调式，精度都不高，需要校准曲线才有定量衰减。
　　2.极化吸收式衰减器
　　极化吸收式衰减器是一种精密衰减器，其结构如图4—12所示，由三段波导组成。两端是固定的矩形波导到圆柱波导的过渡段，中间是一段可以绕纵轴转动的圆柱波导。在每段波导中部沿轴向放置厚度极薄的能完全吸收与其平行的切向电场的吸收片，各段中吸收片的相对位置如图4—12所示。
　　圆柱波导旋转的角度θ可以用精密传动系统测量并显示出来，角度的变化也就是极化面的变化。
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前言/序言

十多年来，本书第一版得到了业内同仁的广泛认可。无论是选作相关专业教材或教学参考书，还是用来进行射频工程领域的科研或生产，都收到了良好的效果。众多读者就教材内容与我们进行了有益的讨论，提出了许多宝贵的意见。借此，向大家致以诚挚的谢意, 感谢大家的厚爱！考虑各方面因素，有必要对本书进行改版提高。

第二版较第一版的改动和完善主要体现在以下三个方面：

(1) 整理了多个渠道收集的反馈信息，对书中的纰漏进行了修改。

(2) 结合国内外射频/微波领域的最新研究成果，对内容进行了扩充。

(3) 增加了部分理论推导，例如在第4章中增加了T型同阻式衰减器和异阻式衰减器阻抗公式的推导过程，这是国内外其他同类图书中所缺少的。

再次感谢大家对本书的帮助，竭诚欢迎读者批评指正。意见和建议请发邮件至zylei@xidian.edu.cn。

作 者

2017年2月

《射频/微波电路导论（第二版）》图书简介 在这本面向初学者的重要参考书中，作者以清晰、循序渐进的方式，深入浅出地介绍了射频（RF）和微波电路设计的核心概念和实用技术。本书旨在为电子工程、通信工程及相关领域的学生和工程师提供坚实的基础，使他们能够理解并掌握构成现代无线通信系统基石的各类电路的原理与设计方法。 本书内容丰富，结构严谨，从基础的电磁波理论和传输线理论出发，逐步深入到射频/微波器件的特性、电路拓扑、阻抗匹配、噪声分析、功率放大器、低噪声放大器、混频器、振荡器以及滤波器等关键模块的设计与实现。每章都配以大量的实例和图示，帮助读者直观地理解抽象的理论概念，并能将其应用于实际的电路设计中。 核心章节概览： 第一部分：基础理论与传输线 电磁波与电路理论基础： 本部分首先回顾了电磁场理论的基本概念，如麦克斯韦方程组，并阐述了电磁波在不同介质中的传播特性。同时，也梳理了电路理论中的关键要素，为后续射频/微波电路分析打下基础。特别地，本书强调了集总参数电路模型在射频/微波频段失效的原因，从而引出了分布式参数电路的重要性。 传输线理论： 传输线是射频/微波电路中信息传输和能量传递的核心媒介。本章详细介绍了传输线的特性阻抗、传播常数、电压驻波比（VSWR）、回波损耗（Return Loss）以及功率传输等概念。读者将学习如何利用电压和电流的瞬时值以及相量来描述传输线上的信号传播，并理解何为阻抗匹配以及为何它在射频/微波系统中至关重要。史密斯圆图（Smith Chart）作为一种强大的图形化工具，在本章得到了详细的讲解和应用，它能够极大地简化传输线电路的分析和阻抗匹配的设计。 第二部分：射频/微波器件与电路要素 S参数（散射参数）： 在高频电路中，直接测量电压和电流变得困难，因此S参数成为描述线性网络（尤其是射频/微波器件）特性的标准方法。本章详细介绍了S参数的定义、物理意义以及如何通过S参数来表征放大器、衰减器、滤波器等器件的输入和输出阻抗、增益、隔离度等重要性能指标。读者将学习如何读取和分析器件的数据手册中的S参数，并理解S参数在电路仿真中的作用。 阻抗匹配： 确保最大功率传输和最小信号反射是射频/微波电路设计的首要目标之一。本章深入探讨了阻抗匹配的原理，包括使用匹配网络（如L型匹配、λ/4变换器、短截线等）来实现不同阻抗之间的匹配。史密斯圆图的实际应用在本章得到进一步的体现，读者将学习如何利用它来设计各种阻抗匹配网络，以最小化反射，提高效率。 噪声分析： 噪声是限制射频/微波接收系统性能的关键因素。本章介绍了噪声的来源，如热噪声、散粒噪声等，并定义了噪声系数（Noise Figure）和最小噪声系数（Minimum Noise Figure）等参数。读者将学习如何计算和评估电路的噪声性能，以及如何设计低噪声电路，例如选择合适的低噪声放大器（LNA）和优化其偏置条件。 功率传输与效率： 在发射机和功率放大器设计中，功率传输和效率是衡量系统性能的重要指标。本章讨论了线性度和功率效率之间的权衡，并介绍了诸如P1dB（1dB压缩点）、PAE（功率附加效率）等关键参数。读者将了解不同功率放大器拓扑的优缺点，以及如何根据应用需求选择合适的器件和设计策略。 第三部分：关键射频/微波电路模块设计 低噪声放大器（LNA）设计： LNA是射频接收机的第一级放大器，其性能直接决定了整个接收机的灵敏度。本章详细介绍了LNA的设计流程，包括增益、噪声系数、输入/输出阻抗匹配以及稳定性等方面的考虑。读者将学习如何利用晶体管（如MOSFET、BJT）和无源元件构建LNA，并理解如何优化偏置点和选择合适的器件以达到最佳性能。 功率放大器（PA）设计： PA是射频发射机的关键组成部分，负责将信号放大到足以进行远距离传输的功率水平。本章涵盖了不同类型的PA，如A类、AB类、C类以及线性化PA（如Doherty PA、Cartesian Feedback PA）。读者将学习PA的设计挑战，包括功率效率、线性度、热管理以及稳定性等，并了解如何通过阻抗变换器和偏置电路来优化PA的性能。 混频器（Mixer）设计： 混频器是频率变换的关键电路，在超外差接收机和发射机中扮演着重要角色。本章介绍了不同类型的混频器，如二极管混频器、MOSFET混频器和GILBERT单元混频器。读者将学习混频器的基本工作原理，包括上变频和下变频，并理解诸如转换增益/损耗、局部振荡器（LO）驱动要求、IP3（三阶交调点）以及LO-RF隔离度等性能指标。 振荡器（Oscillator）设计： 振荡器是产生稳定频率信号的源，在无线通信系统中用于产生载波信号、时钟信号等。本章深入探讨了振荡器的基本原理，包括巴克豪森稳定性判据和环路增益。读者将学习不同类型的振荡器，如RC振荡器、LC振荡器、晶体振荡器和压控振荡器（VCO）。同时，本书也关注了振荡器的输出频率稳定度、相位噪声以及功耗等重要性能指标。 滤波器（Filter）设计： 滤波器用于选择或抑制特定频率范围的信号，在射频/微波系统中发挥着至关重要的作用，如带通滤波、带阻滤波等。本章介绍了多种滤波器类型，如巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）和贝塞尔（Bessel）滤波器，并讲解了它们的响应特性。读者将学习如何设计和实现集总元件滤波器和分布式元件滤波器，以及理解插损、阻带衰减和带宽等关键参数。 第四部分：集成电路与实际应用 射频/微波集成电路（MMIC）基础： 随着技术的进步，MMIC已成为实现射频/微波系统小型化、低功耗和高性能的关键。本章简要介绍了MMIC的优势，并探讨了MMIC设计中的一些独特性，如寄生效应、器件模型以及版图设计。 实际应用案例分析： 为了更好地巩固理论知识，本书在最后部分提供了一些实际的射频/微波电路设计案例，例如一个简单的接收机前端、一个功率放大器模块等。通过这些案例，读者可以了解到实际设计过程中所面临的挑战和解决方法。 《射频/微波电路导论（第二版）》不仅仅是一本教科书，更是一本实用的设计指南。它以其逻辑严谨的体系、清晰易懂的讲解、丰富的实例和全面的内容，为所有希望深入了解射频/微波电路领域的读者提供了一个宝贵的学习平台。无论您是初学者还是希望提升专业技能的工程师，本书都将是您职业生涯中不可或缺的参考。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在射频领域摸爬滚打多年的老兵，市面上关于射频的图书，我几乎都接触过。然而，《射频/微波电路导论（第二版）》这本书，即便在如此琳琅满目的书籍中，也依然占据着特殊的位置。它不像一些理论书籍那样脱离实际，也不像一些应用指南那样过于肤浅。这本书恰恰是两者之间的完美结合。它并没有回避复杂的理论推导，反而将它们清晰地呈现在读者面前，并且更重要的是，它能够很好地将这些理论与实际的电路设计紧密联系起来。我尤其欣赏书中对不同电路模块的分析，例如混频器，作者不仅仅是给出了基本的原理框图，而是深入分析了各种混频器拓扑的优缺点，以及在实际应用中可能遇到的非线性失真、镜像抑制等问题，并提供了相应的解决方案。这种对细节的把控，对于我们这些需要设计可靠、高性能射频系统的工程师来说，至关重要。书中对噪声分析的讲解也相当到位，让我能够更准确地评估系统的噪声系数，并进行优化。读这本书，就像是在与一位经验丰富的导师对话，他能够用最简洁明了的方式，将最核心的知识点传授给你，让你在最短的时间内，掌握射频/微波电路设计的精髓。

评分☆☆☆☆☆

我是一名射频爱好者，平时喜欢自己动手搭建一些简单的射频实验。以前在网上搜罗各种资料，总是感觉零散不成体系，很多细节也解释不清。直到我入手了《射频/微波电路导论（第二版）》，才感觉自己的知识体系得到了一个质的飞跃。这本书的内容非常扎实，对于初学者来说，它的讲解深入浅出，即使是那些一开始看起来很枯燥的数学推导，也被作者用生动形象的比喻和详细的步骤分解，让我能够一步步地理解其中的逻辑。我特别喜欢书中关于传输线理论的章节，它不仅仅是告诉我们什么是阻抗，更重要的是解释了阻抗匹配在射频系统中为何如此重要，以及如何通过史密斯圆图等工具进行实际的阻抗匹配设计。每次动手做实验，我都会翻阅相关的章节，对比书中的理论与实际的测量结果，这种过程让我受益匪浅。而且，书中还涉及到了很多实际的器件模型和应用案例，这让我明白了理论知识如何转化为实际产品，为我的DIY项目提供了宝贵的参考。这本书就像一座宝藏，每次阅读都能有新的发现和启发，让我的射频探索之旅更加顺畅和有趣。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一位长期在通信设备研发一线工作的技术人员来说，射频/微波电路的知识更新速度非常快，总是需要不断学习新的技术和理论。我之前也接触过不少同类的书籍，但《射频/微波电路导论（第二版）》这本书，给我带来了耳目一新的感觉。它在内容上非常全面，从基础理论到最新的技术进展，都有所涉及。我尤其关注书中关于匹配网络设计和滤波器设计的章节，作者深入剖析了各种设计方法和优化技巧，并且结合了大量的工程实例，让我能够快速地将理论知识应用于实际的电路设计中。书中对于高频效应和寄生参数的讲解也十分细致，这对于我们设计高性能射频器件至关重要。我喜欢这本书的实用性，它不仅仅停留在理论层面，更注重于如何解决实际工程问题。通过阅读这本书，我不仅巩固了现有的知识，还学习到了很多新的设计理念和方法，这对于我不断提升自己的技术水平，应对日益激烈的市场竞争，起到了重要的推动作用。这本书对我来说，是一本值得反复研读的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本《射频/微波电路导论（第二版）》，脑海中立刻浮现出当年在大学课堂上，那位老师慷慨激昂地在黑板上推导着复杂的S参数方程的场景。如今，作为一名初入职场的工程师，重新拿起这本书，感觉像是与一位久违的老友重逢，但这次，它不再是需要考试通过的教材，而是我解决实际工程问题的得力助手。这本书的编排逻辑非常清晰，从最基础的阻抗匹配理论，到复杂的噪声系数分析，层层递进，毫不含糊。我尤其欣赏其中对实际电路设计的考量，书中列举了许多不同应用场景下的电路实例，例如功率放大器、低噪声放大器以及混频器的设计思路，并且深入分析了在实际器件和PCB布局中可能遇到的种种挑战。这对于我这种需要快速上手实践的工程师来说，简直是雪中送炭。那些图示和公式，不再是冰冷的符号，而是指引我解决问题的地图。我喜欢它细致的讲解，能够让我从原理上理解为何某个设计是有效的，而非仅仅是死记硬背。有时候，我会对着书中的某些章节反复琢磨，试图将理论与我工作中遇到的具体问题联系起来。这本书让我对射频/微波电路的理解，不仅仅停留在理论层面，更能触及到工程实现的落地细节，这种贯穿理论与实践的严谨性，是我选择它的重要原因。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电子工程专业的学生，在学习射频/微波电路这门课程时，确实感到有些吃力。很多概念都比较抽象，公式也看得我头晕眼花。后来，我的教授推荐了《射频/微波电路导论（第二版）》这本书，我抱着试一试的心态去阅读。没想到，这本书完全颠覆了我对这门课程的看法。作者的讲解方式非常循序渐进，从最基础的电磁波传播原理，到微带线、波导等关键概念，都解释得非常清晰易懂。书中的插图和图示也非常丰富，帮助我更好地理解那些抽象的物理过程。我特别喜欢书中对于S参数的讲解，不仅仅是定义和计算，更是通过实际电路例子，让我理解S参数在射频电路分析中的实际意义。每次遇到不懂的问题，这本书都能提供最直接、最有效的答案。它就像一本“百科全书”，我可以在里面找到我需要的任何信息。这本书的出现，让原本在我脑海中模糊不清的射频/微波电路概念，变得清晰而具体，也极大地提升了我对这门学科的兴趣和信心。