射頻電路設(shè)計(jì)——理論與應(yīng)用（第二版）

第1章 引言

1.1 射頻電路設(shè)計(jì)的重要性

1.2 量綱和單位

1.3 頻譜

1.4 無源元件的射頻特性

1.5 貼片元件及電路板

1.6 射頻電路制作方法

應(yīng)用講座： 線圈電感的測(cè)量

1.7 小結(jié)

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習(xí)題

第2章 傳輸線理論

2.1 傳輸線理論的實(shí)質(zhì)

2.2 傳輸線實(shí)例

2.3 等效電路模型

2.4 理論基礎(chǔ)

2.5 平行板傳輸線的電路參數(shù)

2.6 傳輸線結(jié)構(gòu)小結(jié)

2.7 傳輸線方程

2.8 微帶傳輸線

2.9 終端加載的無損耗傳輸線

2.10典型的終端條件

2.11連接波源、負(fù)載的傳輸線

應(yīng)用講座： 有載同軸電纜阻抗的測(cè)量

2.12小結(jié)

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習(xí)題

第3章 史密斯圓圖

3.1 反射系數(shù)與負(fù)載阻抗

3.2 阻抗變換

3.3 導(dǎo)納變換

3.4 并聯(lián)和串聯(lián)電路

應(yīng)用講座： 史密斯圓圖的應(yīng)用

3.5 小結(jié)

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習(xí)題

第4章 單端口網(wǎng)絡(luò)和多端口網(wǎng)絡(luò)

4.1 基本定義

4.2 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

4.3 網(wǎng)絡(luò)特性及其應(yīng)用

4.4 散射參量

應(yīng)用講座： 電阻網(wǎng)絡(luò)衰減器

4.5 小結(jié)

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習(xí)題

第5章 射頻濾波器設(shè)計(jì)

5.1 諧振器和濾波器的基本結(jié)構(gòu)

5.2 特定濾波器的設(shè)計(jì)

5.3 濾波器的實(shí)現(xiàn)

5.4 耦合微帶線濾波器

應(yīng)用講座： 低通微帶線濾波器的實(shí)現(xiàn)

5.5 小結(jié)

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習(xí)題

第6章 射頻有源器件

6.1 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)

6.2 射頻二極管

6.3 雙極晶體管

6.4 射頻場(chǎng)效應(yīng)晶體管

6.5 金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管

6.6 高電子遷移率晶體管

6.7 半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

應(yīng)用講座： 射頻功率晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

6.8 小結(jié)

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習(xí)題

第7章 射頻有源器件模型

7.1 二極管模型

7.2 晶體管模型

7.3 有源器件的測(cè)量

7.4 器件特性的散射參量

應(yīng)用講座： 采用電路仿真軟件為射頻晶體管建模

7.5 小結(jié)

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習(xí)題

第8章 匹配網(wǎng)絡(luò)和偏置網(wǎng)絡(luò)

8.1 采用分立元件的匹配網(wǎng)絡(luò)

8.2 微帶線匹配網(wǎng)絡(luò)

8.3 放大器的工作狀態(tài)和偏置網(wǎng)絡(luò)

應(yīng)用講座： 設(shè)計(jì)7 GHz高電子遷移率晶體管放大器的匹配網(wǎng)絡(luò)和偏置網(wǎng)絡(luò)

8.4 小結(jié)

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習(xí)題

第9章 射頻晶體管放大器設(shè)計(jì)

9.1 放大器的特性指標(biāo)

9.2 放大器的功率關(guān)系

9.3 穩(wěn)定性判別

9.4 增益恒定

9.5 噪聲系數(shù)圓

9.6 等駐波系數(shù)圓

9.7 寬帶放大器、大功率放大器和多級(jí)放大器

應(yīng)用講座： 中功率放大器模型性能參數(shù)的測(cè)量

9.8 小結(jié)

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習(xí)題

第10章 振蕩器和混頻器

10.1 振蕩器的基本模型

10.2 高頻振蕩器電路

10.3 混頻器的基本特征

應(yīng)用講座： 采用諧波平衡分析法仿真實(shí)際的振蕩器

10.4 小結(jié)

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習(xí)題

附錄A 常用物理量和單位

附錄B 圓柱導(dǎo)體的趨膚公式

附錄C 復(fù)數(shù)

附錄D 矩陣變換

附錄E 半導(dǎo)體材料的物理參量

附錄F 二極管的無限長(zhǎng)模型和有限長(zhǎng)模型

附錄G 耦合器

附錄H 噪聲分析

附錄I MATLAB簡(jiǎn)介

本書從低頻電路理論到射頻、微波電路理論的演化過程出發(fā)，討論以低頻電路理論為基礎(chǔ)結(jié)合高頻電壓、電流的波動(dòng)特征來分析和設(shè)計(jì)射頻、微波系統(tǒng)的方法——微波等效電路法，使不具備電磁場(chǎng)理論和微波技術(shù)背景的讀者也能了解和掌握射頻、微波電路的基本設(shè)計(jì)原則和方法。

全書共10章，涵蓋傳輸線、匹配網(wǎng)絡(luò)、濾波器、混頻器、放大器和振蕩器等主要射頻微波系統(tǒng)單元的理論分析和設(shè)計(jì)問題及電路分析工具（圓圖、網(wǎng)絡(luò)參量和信號(hào)流圖）。書中例題非常有實(shí)用價(jià)值。全書大多數(shù)電路都經(jīng)過ADS仿真，并提供標(biāo)準(zhǔn)MATLAB計(jì)算程序。

本書分析了普通低頻電路和元件當(dāng)工作頻率升高到射頻波段（通常指30 MHz ～ 4 GHz）時(shí)所遇到的困難和解決辦法，并重點(diǎn)討論了TEM（橫電磁）波的傳輸特性及用微帶線制成的各種射頻器件的原理和方法。在內(nèi)容安排上，本書力圖讓尚未系統(tǒng)學(xué)習(xí)過電磁場(chǎng)理論的電子類學(xué)科學(xué)生和工程技術(shù)人員也能了解和掌握射頻電路的基本設(shè)計(jì)方法和原則。全書共分10章，前4章介紹射頻傳輸?shù)奶攸c(diǎn)、傳輸線基本原理及作為射頻和微波分析工具的Smith圓圖、網(wǎng)絡(luò)參量和信號(hào)流圖；后6章介紹各種無源和有源射頻器件（包括：濾波器、匹配網(wǎng)絡(luò)、高頻半導(dǎo)體器件、放大器、混頻器和振蕩器）的原理分析和設(shè)計(jì)方法。書中列舉了大量具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的例題，并以較大篇幅介紹了它們的求解方法。作者還利用MATLAB數(shù)學(xué)工具軟件，開發(fā)了相當(dāng)數(shù)量的與本書所包含的內(nèi)容和課題有關(guān)的模擬或解題軟件供讀者使用。

本書可以作為通信、電子類學(xué)科學(xué)生的教材或參考書。對(duì)于現(xiàn)已在通信、計(jì)算機(jī)及微電子等領(lǐng)域從事射頻及微波電路設(shè)計(jì)的工程師們，這也是一本很好的參考書。

第1章 引言

1.1 射頻設(shè)計(jì)的重要性

1.2 量綱和單位

1.3 頻譜

1.4 無源元件的射頻特性

1.5 片狀元件及對(duì)電路板的考慮

1.6 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第2章 傳輸線分析

2.1 傳輸線理論的實(shí)質(zhì)

2.2 傳輸線舉例

2.3 等效電路表示法

2.4 理論基礎(chǔ)

2.5 平行板傳輸線的電路參量

2.6各種傳輸線結(jié)構(gòu)小結(jié)

2.7一般的傳輸線方程

2.7.1基爾霍夫電壓和電流定律表示式

2.7.2行進(jìn)的電壓和電流波

2.7.3阻抗的一般定義

2.7.4無耗傳輸線模型

2.8微帶傳輸線

2.9端接負(fù)載的無耗傳輸線

2.9.1電壓反射系數(shù)

2.9.2傳播常數(shù)和相速

2.9.3駐波

2.10特殊的終端條件

2.10.1端接負(fù)載無耗傳輸線的輸入阻抗

2.10.2短路傳輸線

2.10.3開路傳輸線

2.10.4 1/4波長(zhǎng)傳輸線

2.1l信號(hào)源和有載傳輸線

2.11.1信號(hào)源的相量表示法

2.11.2傳輸線的功率考慮

2.11.3輸入阻抗匹配

2.11.4回波損耗和插入損耗

2.12小結(jié)

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第3章smith圓圖

3.1從反射系數(shù)到負(fù)載阻抗

3.1.1相量形式的反射系數(shù)

3.1.2歸一化阻抗公式

3.1.3參數(shù)反射系數(shù)方程

3.1.4圖形表示法

3.2阻抗變換

3.2.1普通負(fù)載的阻抗變換

3.2.2駐波比

3.2.3特殊的變換條件

3.2.4計(jì)算機(jī)模擬

3.3導(dǎo)納變換

3.3.1參數(shù)導(dǎo)納方程

3.3.2疊加的圖形顯示

3.4元件的并聯(lián)和串聯(lián)

3.4.1R和L元件的并聯(lián)

3.4.2R和C元件的并聯(lián)

3.4.3 R和L元件的串聯(lián)

3.4.4 R和C元件的串聯(lián)

3.4.5 T形網(wǎng)絡(luò)的例子

3.5小結(jié)

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第4章單端口網(wǎng)絡(luò)和多端口網(wǎng)絡(luò)

4.1基本定義

4.2互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

4.2.1網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)

4.2.2網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)

4.2.3級(jí)連網(wǎng)絡(luò)

4.2.4.ABCD網(wǎng)絡(luò)參量小結(jié)

4.3網(wǎng)絡(luò)特性及其應(yīng)用

4.3.1網(wǎng)絡(luò)參量之間的換算關(guān)系

4.3.2微波放大器分析

4.4散射參量

4.4.1散射參量的定義

4.4.2散射參量的物理意義

4.4.3鏈形散射矩陣

4.4.4 z參量與s參量之間的轉(zhuǎn)換

4.4.5信號(hào)流圖模型

4.4.6.s參量的推廣

4.4.7散射參量的測(cè)量

4.5小結(jié)

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第5章射頻濾波器設(shè)計(jì)

5.1諧振器和濾波器的基本結(jié)構(gòu)

5.1.1濾波器的類型和技術(shù)參數(shù)

5.1.2低通濾波器

5.1.3高通濾波器

5.1.4帶通和帶阻濾波器

5.1.5插入損耗

5.2特定濾波器的實(shí)現(xiàn)

5.2.1巴特沃斯濾波器

5.2.2切比雪夫?yàn)V波器

5.2.3標(biāo)準(zhǔn)低通濾波器設(shè)計(jì)的反歸一化

5.3濾波器的實(shí)現(xiàn)

5.3.1單位元件

5.3.2 Kuroda規(guī)則

5.3.3微帶線濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例

5.4耦合微帶線濾波器

5.4.1奇模和偶模的激勵(lì)

5.4.2帶通濾波器單元

5.4.3級(jí)連帶通濾波器單元

5.4.4設(shè)計(jì)實(shí)例

5.5小結(jié)

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第6章有源射頻元件

6.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)

6.1.1半導(dǎo)體的物理特性

6.1.2 PN結(jié)

6.1.3肖特基（Sehottky）接觸

6.2射頻二極管

6.2.1肖特基二極管

6.2.2 PIN二極管

6.2.3變?nèi)荻O管

6.2.4 IMPATT二極管

6.2.5隧道二極管

6.2.6TRAPATT，BARRITT和Gunn二極管

6.3 BJT雙極結(jié)晶體管（Bipolar-Junction Transistor）

6.3.1結(jié)構(gòu)

6.3.2功能

6.3.3頻率響應(yīng)

6.3.4溫度性能

6.3.5極限值

6.4射頻場(chǎng)效應(yīng)晶體管

6.4.1結(jié)構(gòu)

6.4.2功能

6.4.3頻率響應(yīng)

6.4.4極限值

6.5高電子遷移率晶體管

6.5.1結(jié)構(gòu)

6.5.2功能

6.5.3頻率響應(yīng)

6.6小結(jié)

參考文獻(xiàn)

習(xí)題

第7章 有源射頻電路器件模型

7.1 二極管模型 

7.2 晶體管模型 

7.3 有源器件的測(cè)量 

7.4 用散射參量表征器件特性 

7.5 小結(jié) 

參考文獻(xiàn) 

習(xí)題 

第8章 匹配網(wǎng)絡(luò)和偏置網(wǎng)絡(luò)

8.1 分立元件的匹配網(wǎng)絡(luò) 

8.2 微帶線匹配網(wǎng)絡(luò) 

8.3 放大器的工作狀態(tài)和偏置網(wǎng)絡(luò) 

8.4 小結(jié) 

參考文獻(xiàn) 

習(xí)題

第9章 射頻晶體管放大器設(shè)計(jì)

9.1 放大器的特性指標(biāo) 

9.2 放大器的功率關(guān)系 

9.3 穩(wěn)定性判定 

9.4 增益恒定 

9.5 噪聲系數(shù)圓 

9.6 等駐波比圓 

9.7 寬帶、高功率、多級(jí)放大器 

9.8 小結(jié) 

參考文獻(xiàn) 

習(xí)題 

第10章 振蕩器和混頻器

10.1 振蕩器的基本模型 

10.2 高頻振蕩器電路 

10.3 混頻器的基本特征 

10.4 小結(jié)

參考文獻(xiàn) 

習(xí)題



附錄A 常用物理量和單位

附錄B 圓柱導(dǎo)體的趨膚公式 

附錄C 復(fù)數(shù) 

附錄D 矩陣變換

附錄E 半導(dǎo)體的物理參量 

附錄F 長(zhǎng)和短的二極管模型

附錄G 耦合器

附錄H 噪聲分析 

附錄I MATLAB簡(jiǎn)介 

附錄J 本書中英文縮寫詞