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第1章 引言
1.1 射频设计的重要性
1.2 量纲和单位
1.3 频谱
1.4 无源元件的射频特性
1.5 片状元件及对电路板的考虑
1.6 小结
参考文献
习题
第2章 传输线分析
2.1 传输线理论的实质
2.2 传输线举例
2.3 等效电路表示法
2.4 理论基础
2.5 平行板传输线的电路参量
2.6各种传输线结构小结
2.7一般的传输线方程
2.7.1基尔霍夫电压和电流定律表示式
2.7.2行进的电压和电流波
2.7.3阻抗的一般定义
2.7.4无耗传输线模型
2.8微带传输线
2.9端接负载的无耗传输线
2.9.1电压反射系数
2.9.2传播常数和相速
2.9.3驻波
2.10特殊的终端条件
2.10.1端接负载无耗传输线的输入阻抗
2.10.2短路传输线
2.10.3开路传输线
2.10.4 1/4波长传输线
2.1l信号源和有载传输线
2.11.1信号源的相量表示法
2.11.2传输线的功率考虑
2.11.3输入阻抗匹配
2.11.4回波损耗和插入损耗
2.12小结
参考文献
习题
第3章smith圆图
3.1从反射系数到负载阻抗
3.1.1相量形式的反射系数
3.1.2归一化阻抗公式
3.1.3参数反射系数方程
3.1.4图形表示法
3.2阻抗变换
3.2.1普通负载的阻抗变换
3.2.2驻波比
3.2.3特殊的变换条件
3.2.4计算机模拟
3.3导纳变换
3.3.1参数导纳方程
3.3.2叠加的图形显示
3.4元件的并联和串联
3.4.1R和L元件的并联
3.4.2R和C元件的并联
3.4.3 R和L元件的串联
3.4.4 R和C元件的串联
3.4.5 T形网络的例子
3.5小结
参考文献
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
4.2.1网络的串联
4.2.2网络的并联
4.2.3级连网络
4.2.4.ABCD网络参量小结
4.3网络特性及其应用
4.3.1网络参量之间的换算关系
4.3.2微波放大器分析
4.4散射参量
4.4.1散射参量的定义
4.4.2散射参量的物理意义
4.4.3链形散射矩阵
4.4.4 z参量与s参量之间的转换
4.4.5信号流图模型
4.4.6.s参量的推广
4.4.7散射参量的测量
4.5小结
参考文献
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
5.1.1滤波器的类型和技术参数
5.1.2低通滤波器
5.1.3高通滤波器
5.1.4带通和带阻滤波器
5.1.5插入损耗
5.2特定滤波器的实现
5.2.1巴特沃斯滤波器
5.2.2切比雪夫滤波器
5.2.3标准低通滤波器设计的反归一化
5.3滤波器的实现
5.3.1单位元件
5.3.2 Kuroda规则
5.3.3微带线滤波器的设计实例
5.4耦合微带线滤波器
5.4.1奇模和偶模的激励
5.4.2带通滤波器单元
5.4.3级连带通滤波器单元
5.4.4设计实例
5.5小结
参考文献
习题
第6章有源射频元件
6.1半导体基础
6.1.1半导体的物理特性
6.1.2 PN结
6.1.3肖特基(Sehottky)接触
6.2射频二极管
6.2.1肖特基二极管
6.2.2 PIN二极管
6.2.3变容二极管
6.2.4 IMPATT二极管
6.2.5隧道二极管
6.2.6TRAPATT,BARRITT和Gunn二极管
6.3 BJT双极结晶体管(Bipolar-Junction Transistor)
6.3.1结构
6.3.2功能
6.3.3频率响应
6.3.4温度性能
6.3.5极限值
6.4射频场效应晶体管
6.4.1结构
6.4.2功能
6.4.3频率响应
6.4.4极限值
6.5高电子迁移率晶体管
6.5.1结构
6.5.2功能
6.5.3频率响应
6.6小结
参考文献
习题
第7章 有源射频电路器件模型
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 用散射参量表征器件特性
7.5 小结
参考文献
习题
第8章 匹配网络和偏置网络
8.1 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
8.4 小结
参考文献
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 稳定性判定
9.4 增益恒定
9.5 噪声系数圆
9.6 等驻波比圆
9.7 宽带、高功率、多级放大器
9.8 小结
参考文献
习题
第10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
10.4 小结
参考文献
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 半导体的物理参量
附录F 长和短的二极管模型
附录G 耦合器
附录H 噪声分析
附录I MATLAB简介
附录J 本书中英文缩写词
本书分析了普通低频电路和元件当工作频率升高到射频波段(通常指30 MHz ~ 4 GHz)时所遇到的困难和解决办法,并重点讨论了TEM(横电磁)波的传输特性及用微带线制成的各种射频器件的原理和方法。在内容安排上,本书力图让尚未系统学习过电磁场理论的电子类学科学生和工程技术人员也能了解和掌握射频电路的基本设计方法和原则。全书共分10章,前4章介绍射频传输的特点、传输线基本原理及作为射频和微波分析工具的Smith圆图、网络参量和信号流图;后6章介绍各种无源和有源射频器件(包括:滤波器、匹配网络、高频半导体器件、放大器、混频器和振荡器)的原理分析和设计方法。书中列举了大量具有实际应用价值的例题,并以较大篇幅介绍了它们的求解方法。作者还利用MATLAB数学工具软件,开发了相当数量的与本书所包含的内容和课题有关的模拟或解题软件供读者使用。
本书可以作为通信、电子类学科学生的教材或参考书。对于现已在通信、计算机及微电子等领域从事射频及微波电路设计的工程师们,这也是一本很好的参考书。
EDA软件在射频电路设计中的应用
本文首先介绍了Microwave Office软件的主要功能,接着以一个射频低通滤波器为例,说明了利用软件辅助的设计过程。根据给定的参数指标,生成原型滤波器电路图,经计算得到实际结构的射频低通滤波器,对电路进行仿真分析并优化,最后生成滤波器的布线视图。
射频电路基础复习题答案
一、选择 1. 传输线输入阻抗是指传输线上该点的( B ) A.入射电压与电流比 B.电压与电流之比 C.入射电压波之比 D.入射电流波之比 2. 传输线的无色散是指( C )与频率无关。 A.波的速度 B.波的能量流动的速度 C.波的相速 D.波的群速 3. 当传输线处于行波工作状态时,传输线的反射系数为( C )。 A.1 B. -1 C.0 D.无法判断 4. 下面哪一种不能构成纯驻波状态的传输条件是( D )。 A.ZL =0 B.ZL=∞ C.ZL =jX .ZL= Z0 5. 驻波系数 ρ的取值范围是( D )。 A.ρ=1 B.0≤ρ≤1 C.0≤ρ<1 D.1≤ρ<∞ 6. 在史密斯圆图中坐标原点表示( C )。 A.开路点 B.短路点 C.匹配点 D.无法判断 7. 均匀无耗传输线终端开路时对应于史密斯圆图的( A )。 A.右端点 B.左端点 C.原点 D.上顶点 8.
第1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
第10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
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。
本书内容丰富,对于现已在通信、电子、计算机及微电子等领域从事射频及微波设计的工程师,是一本很好的参考书。同时本书也可以作为电子、通信和微电子专业本科生的教材。
本书有3篇共20章内容,全面介绍了ADS射频电路设计的基础知识与典型应用。ADS初识篇系统地介绍了ADS的界面构成和射频电路的基础知识。ADS使用篇系统地介绍了ADS的使用方法和仿真功能。ADS设计篇介绍了20多个利用ADS进行射频电路设计的典型实例,这些电路可以构成完整的射频电路解决方案。本书有配套的视频光盘,可以帮助读者迅速掌握ADS的使用方法。