射頻微波電路設(shè)計

本書主要內(nèi)容包括:現(xiàn)代無線電系統(tǒng)與電路概論、分布式傳輸線基本理論與散射參數(shù)、射頻微波濾波器、放大器、功分器與合成器以及天線等。本書通過大量實例闡述了經(jīng)典電路的設(shè)計方法與步驟，并對業(yè)界廣泛使用的電路與電磁仿真技術(shù)進(jìn)行了介紹。同時，結(jié)合射頻振蕩器和混頻器實例闡述了CAD技術(shù)在電路設(shè)計中的應(yīng)用。另外，針對近年來出現(xiàn)的一些新型微帶電路與技術(shù)也進(jìn)行了介紹與討論，主要包括:微帶/共面波導(dǎo)(CPW)、微帶/槽線以及基片集成波導(dǎo)(SIW)等雙面印制板電路 。

近年來，無線技術(shù)，特別是通信(例如數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、移動電話)、射頻識別(RFID)、導(dǎo)航(GPS)、遙感遙測以及探測(雷達(dá))等領(lǐng)域的飛速發(fā)展與不斷進(jìn)步引起了全球范圍內(nèi)的普遍關(guān)注。因此，對于無線電應(yīng)用所需的高頻載波，將有利于更好地規(guī)劃和使用電磁頻譜，并允許設(shè)計更多有效的天線?？梢灶A(yù)見，基于低成本制造工藝和現(xiàn)代計算機輔助設(shè)計工具，未來新型無線系統(tǒng)將使用更高頻率以及更寬頻帶的頻譜。因此，射頻前端及其電路在現(xiàn)代無線系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。

縱觀當(dāng)今電路技術(shù)，不難發(fā)現(xiàn)射頻概念已經(jīng)深入到高速數(shù)字電路，因而數(shù)字電路設(shè)計師面臨新的設(shè)計挑戰(zhàn)，即必須以分布式傳輸線理論來重新考慮以前的集總元件和相鄰元件之間的寄生耦合等問題和現(xiàn)象。然而，從學(xué)習(xí)和掌握的角度來講，射頻微波電路的分析與設(shè)計始終是一個難點，這不僅是因為嚴(yán)格的射頻微波電路分析與綜合繞不開難以理解和掌握的電磁場理論與麥克斯韋方程，而且更重要的原因是射頻微波電路很難做到準(zhǔn)確設(shè)計與調(diào)試，尤其是以功率放大器為代表的有源電路更是如此。雖然現(xiàn)代電路與電磁仿真軟件能夠在一定程度上減輕設(shè)計師繁瑣的分析與計算，但是這很大程度上取決于電路模型的準(zhǔn)確性。

盡管射頻微波領(lǐng)域包括了很寬的主題，但本書重點關(guān)注的是基本電路設(shè)計技術(shù)，主要包括無線系統(tǒng)及電路概述、傳輸線基本理論與散射參數(shù)、射頻微波電路的計算機輔助設(shè)計(CAD)技術(shù)、濾波器、放大器、功率分配與合成以及天線等內(nèi)容。在本書內(nèi)容和寫法上有以下突出特點:一是，在內(nèi)容安排上本書重點介紹以射頻微波濾波器為代表的無源電路以及以放大器為代表的有源電路;二是，在寫法上以大量設(shè)計實例闡述射頻電路與器件的設(shè)計方法與步驟;三是，注重新型實用電路技術(shù)的引入與討論，以拓展讀者的學(xué)術(shù)視野。

在每章之后有習(xí)題以便加深讀者對于本章材料的基本理解。關(guān)于習(xí)題答案以及教學(xué)課件感興趣的讀者可以到機械工業(yè)出版社網(wǎng)站上免費下載。

本書由電子科技大學(xué)的陳會副教授與張玉興教授合作完成，其中張玉興教授撰寫了第一章和第二章，其余章節(jié)由陳會副教授完成。另外，張玉興教授負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿與審校。

本書最終完成于作者出國訪學(xué)期間，因此，特別感謝電子科技大學(xué)與國家留學(xué)基金委的支持。限于成書時間以及作者的水平，書中不妥之處敬請廣大同行批評與斧正 。

作者

2014年5月

目前，關(guān)于射頻/微波電路方面的書籍在國內(nèi)外市場上有很多，但很多書籍內(nèi)容不是比較陳舊，就是大量雷同。大部分射頻微波電路方面的書籍要么注重理論與公式推導(dǎo)，要么泛泛而談缺乏針對性。因此，對于初學(xué)者而言總感覺射頻電路難以下手，學(xué)起來很費勁。介于此，作者將從射頻微波電路的基本概念入手，并結(jié)合射頻電路設(shè)計工具，通過大量設(shè)計實例闡述了現(xiàn)代射頻微波平面電路的設(shè)計方法和步驟。同時，適當(dāng)引入新型平面電路設(shè)計技術(shù):單基板雙面混合電路基本原理及應(yīng)用，以拓展讀者的學(xué)術(shù)視野 。

第1章Genesys仿真軟件基礎(chǔ)入門

1.1Genesys仿真軟件介紹

1.2Genesys2008新功能及其安裝

1.3Genesys用戶界面

1.4Genesys仿真功能

第2章射頻微波平面電路設(shè)計的特點

2.1微波平面電路

2.2射頻微波電路的分析方法

2.3微波元件器件模型

2.4微波電路的計算機輔助設(shè)計方法

2.5優(yōu)化設(shè)計與變量初值選取原則

2.6集成化設(shè)計與系統(tǒng)級仿真

2.7ADS軟件簡介

2.8Genesys與ADS協(xié)同仿真效果

第3章Genesys的綜合功能

3.1平行耦合線濾波器設(shè)計

3.2交指型濾波器設(shè)計

3.3S/FILTERLC分布式濾波器綜合

3.4SignalContr01分路器、匹配器和衰減器綜合

3.5混頻器的綜合

3.6PLL鎖相環(huán)設(shè)計綜合

3.7振蕩器綜合

3.8Match匹配網(wǎng)絡(luò)綜合

第4章射頻微波電路設(shè)計理論基礎(chǔ)

4.1無源電路的設(shè)計

4.2有源電路的設(shè)計

第5章典型電路設(shè)計實例

5.1濾波器的設(shè)計

5.2功率分配器的設(shè)計

5.3定向耦合器的設(shè)計

5.4振蕩器的設(shè)計

5.5混頻器的設(shè)計

5.6放大器的設(shè)計

5.7功率放大器的設(shè)計

第6章收發(fā)信機系統(tǒng)級設(shè)計仿真

6.1接收機系統(tǒng)的仿真

6.2發(fā)射機系統(tǒng)的仿真

附錄

附錄1電磁波頻譜及波段

附錄2微波波段及代號

附錄3與分貝相關(guān)的常用電學(xué)物理量

附錄4常用射頻/微波連接器接頭

參考文獻(xiàn)