射频微波电路和系统工程设计基础PDF电子书下载

查看更多关于的内容

第1章 导论 1

1.1 射频微波电路 1

1.1.1 微波无源电路 1

1.1.2 微波有源电路 1

1.2 射频微波系统 2

1.2.1 微波无源系统 2

1.2.2 微波收发系统 2

1.2.3 微波接收机 2

1.2.4 微波发射机 2

1.2.5 频率源系统 3

第2章 射频微波电路工程设计常用器件 4

2.1 引言 4

2.1.1 理想器件 4

2.1.2 实际器件 4

2.2 电感 5

2.2.1 电感主要特性 5

2.2.2 电感的类型 6

2.2.3 电感的数学公式 6

2.2.4 电感在微波电路中的应用 8

2.3 电容 8

2.3.1 电容的特性 8

2.3.2 电容的种类 8

2.3.3 电容的储能 10

2.3.4 常用电容材料 10

2.3.5 微波电容模型 11

2.3.6 电容的数学公式 11

2.3.7 电容在微波电路中的应用 12

2.4 电阻和负载 12

2.4.1 微波电路中常用的电阻品种 12

2.4.2 厚膜电阻 12

2.4.3 薄膜电阻 13

2.4.4 电阻的修调 14

2.4.5 电阻的数学公式 14

2.4.6 电阻的功率降额 16

2.4.7 电阻在微波电路中的应用 16

2.5 传输线损耗 17

2.5.1 传输线模型 17

2.5.2 损耗的种类 17

2.5.3 微带线损耗计算 19

2.6 趋肤深度 22

2.7 PIN二极管 23

2.7.1 PIN二极管概述 23

2.7.2 Ⅰ层电阻率 24

2.7.3 低频和高频等效电路 26

2.7.4 大信号模型 27

2.7.5 开关速度模型 27

2.7.6 PIN二极管热模型 29

2.7.7 结电容和串联电阻 29

2.7.8 开关性考虑 32

2.7.9 PIN二极管的选择 33

2.7.10 PIN二极管的功率承受能力 33

2.7.11 PIN二极管参数的选择及应用 36

2.8 场效应晶体管 36

2.8.1 场效应晶体管的分类 36

2.8.2 高电子迁移率晶体管（PHEMT）器件物理特性 36

2.8.3 电流-电压（I-Ⅴ）特性 37

2.8.4 A类工作要求 38

2.8.5 功率线性性和互调失真（IMD） 39

2.8.6 不同半导体工艺的优缺点 40

2.8.7 GaAs器件的应用和主要关注指标 43

2.9 1/4波长传输线 44

2.9.1 史密斯圆图 44

2.9.2 1/4波长传输线特性 47

参考文献 54

第3章 射频微波电路工程基本电路设计 55

3.1 半导体器件的偏置 55

3.1.1 PIN二极管的直流偏置电路 55

3.1.2 微波双极型晶体管的直流偏置电路 55

3.1.3 微波GaAs MESFET放大器的直流偏置电路 57

3.1.4 微波单片集成电路（MMIC）的直流偏置电路 59

3.1.5 线性工作状态下LDMOS FET的直流偏置电路 61

3.1.6 MMIC功率放大器的直流偏置电路 64

3.1.7 半导体器件偏置供电方式 65

3.2 常用微波无源电路 66

3.2.1 常用传输线 66

3.2.2 开关 71

3.2.3 限幅器 78

3.2.4 移相器 82

3.2.5 衰减器 88

3.2.6 功分器和耦合器 93

3.2.7 巴伦 111

3.2.8 滤波器 112

3.3 常用微波有源电路 124

3.3.1 低噪声放大器 124

3.3.2 频率源 143

3.3.3 功率放大器 166

3.3.4 混频器和倍频器 200

3.3.5 检波器 212

3.3.6 如何判断分立器件的好坏 219

3.4 微波单片集成电路（MMIC） 220

3.4.1 MMIC的优缺点 221

3.4.2 有源器件模型化 222

3.4.3 MMIC有效期寿命计算 225

3.4.4 无源器件模型化 225

3.4.5 预防寄生振荡 227

3.5 阻抗匹配 228

3.5.1 阻抗和信号传输功率的关系 228

3.5.2 不同负载间的阻抗匹配 230

3.5.3 匹配网络带宽和Q值的关系 242

3.5.4 平衡电路的阻抗匹配 246

3.6 微波电路印制板 247

3.6.1 印制板的选择 247

3.6.2 无源电路印制板设计 250

3.6.3 有源电路印制板设计 251

参考文献 252

第4章 射频微波系统工程设计基础 255

4.1 射频微波系统的主要技术指标 255

4.1.1 系统噪声系数 255

4.1.2 系统动态范围 256

4.1.3 射频带宽和信号带宽 257

4.1.4 输出1dB压缩点电平 257

4.1.5 交调和互调 258

4.1.6 三阶互调及互调截取点 258

4.1.7 系统耐功率问题 259

4.1.8 相位噪声 260

4.2 系统指标的分配和设计 263

4.2.1 系统噪声系数的分配和设计 263

4.2.2 动态范围的分配和设计 264

4.2.3 系统带宽的选择 265

4.2.4 谐波和杂散 265

4.2.5 系统隔离 266

4.3 接收机 267

4.3.1 接收机分类 267

4.3.2 接收机设计 276

4.4 发射机 288

4.4.1 发射机分类 288

4.4.2 发射机设计 291

4.5 频率源系统 293

4.5.1 频率源分类 293

4.5.2 分布式频率源 293

4.5.3 直接合成式频率源 295

4.5.4 锁相合成频率源 300

4.5.5 数字式频率源 304

4.6 T/R组件 307

4.6.1 T/R组件工作原理及构成 307

4.6.2 T/R组件主要技术指标 308

4.6.3 T/R组件设计 309

4.7 直放站 314

4.7.1 直放站工作原理和构成 315

4.7.2 直放站主要技术指标 315

4.7.3 直放站设计 315

4.8 系统电磁兼容 320

4.8.1 电缆和屏蔽盒的辐射 320

4.8.2 利用PCB板设计降低辐射 322

4.8.3 通过器件布置解决电磁耦合 324

4.8.4 RF电路的辐射、耦合、EMI和屏蔽 328

4.8.5 射频和微波电路电磁兼容设计 336

参考文献 339

第5章 射频微波电路的设计、测试和调试 340

5.1 射频微波电路设计流程 340

5.1.1 确定技术指标 340

5.1.2 选择合适的器件 341

5.1.3 电路设计优化 341

5.1.4 电路设计出图 342

5.1.5 电路可靠性预计 343

5.1.6 电路的调试和测试 344

5.2 如何选择合适的器件 344

5.2.1 无源器件的选择 345

5.2.2 小信号有源器件的选择 350

5.2.3 单片集成电路的选择 354

5.2.4 功率器件的选择 355

5.3 偏置电路的调试 357

5.3.1 PIN二极管偏置电路的调试 358

5.3.2 双极型晶体管偏置电路的调试 359

5.3.3 场效应晶体管偏置电路的调试 360

5.4 微波电路常用指标的测试方法 362

5.4.1 噪声系数的测量 362

5.4.2 频率幅度响应的测量 363

5.4.3 频率相位响应的测量 364

5.4.4 频谱特性的测量 365

5.4.5 相位噪声的测量 366

5.4.6 动态范围的测量 366

5.4.7 三阶互调抑制的测量 367

5.4.8 输出功率和效率的测量 368

5.5 有源电路的去振荡 369

5.5.1 有源电路的振荡类型 369

5.5.2 振荡的判别和原因分析 370

5.5.3 振荡的解决方法 374

5.6 电路指标的调试 377

5.6.1 电路调试常用工具和材料 377

5.6.2 电路幅频响应的调试 378

5.6.3 电路噪声系数的调试 380

5.6.4 电路相频响应的调试 380

5.6.5 电路反射系数的调试 381

参考文献 382

第6章 射频微波系统的设计、测试和调试 383

6.1 射频微波系统设计流程 383

6.1.1 确定系统技术指标 383

6.1.2 系统方案构架 384

6.1.3 系统优化设计 385

6.1.4 系统设计出图 385

6.1.5 系统可靠性预计 390

6.1.6 系统机柜电装和检查 391

6.1.7 系统调试测试 393

6.2 射频微波系统方案设计 396

6.2.1 系统各单元指标的确定 396

6.2.2 如何选择合适的模块 401

6.2.3 系统的电磁兼容考虑 402

6.2.4 系统隔离度考虑 403

6.2.5 如何选择最佳频率 404

6.2.6 系统测试点的设计 404

6.3 微波系统常用指标的测试方法 406

6.3.1 系统噪声系数的测量 406

6.3.2 幅频响应的测量 408

6.3.3 相频响应的测量 409

6.3.4 频率源指标的测量 410

6.3.5 动态范围的测量 410

6.3.6 三阶互调抑制的测量 410

6.3.7 系统杂散的测量 410

6.3.8 系统带宽的测量 410

6.4 微波系统常见问题的解决方法 411

6.4.1 系统稳定性问题及其解决方法 411

6.4.2 噪声系数问题及其解决方法 413

6.4.3 幅频响应问题及其解决方法 414

6.4.4 杂散问题及其解决方法 415

6.4.5 偏置短路问题及其解决方法 416

6.5 微波系统常见指标的调试 417

6.5.1 噪声参数的调试 417

6.5.2 幅频响应的调试 418

6.5.3 相频响应的调试 418

6.5.4 系统动态范围的优化 418

6.5.5 系统杂散的优化 419

参考文献 419

第7章 模拟系统的数字化 420

7.1 数据采样系统基础 420

7.1.1 模拟信号的离散时间采样 420

7.1.2 过采样和抽取 423

7.1.3 欠采样及其应用 424

7.1.4 量化引起的有限幅度分辨率 425

7.1.5 A/D的测量 426

7.2 数据变换器静态性能指标 429

7.2.1 A/D静态转移特性 429

7.2.2 D/A静态转移特性 431

7.3 数据变换器动态性能指标 431

7.3.1 A/D动态性能指标 431

7.3.2 D/A动态性能指标 441

7.3.3 几个基本概念 444

7.3.4 FFT和功率谱密度的基本特性 446

7.4 数字化接收技术 450

7.4.1 常规模拟接收技术 450

7.4.2 数字化接收技术 451

7.4.3 数字接收前端增益 457

7.5 数字化收发（T/R）组件 465

7.5.1 数字化T/R组件工作原理 465

7.5.2 DBF发射技术 467

7.5.3 DBF接收技术 468

参考文献 471

第8章 射频微波电路和系统工程设计实例 472

8.1 微波单元电路设计实例 472

8.1.1 数控移相器开关模块设计 472

8.1.2 PHS小灵通矩阵开关设计 474

8.1.3 X波段低噪声放大器设计 476

8.1.4 C波段低噪声放大器设计 481

8.1.5 微波AGC低噪声放大器设计 484

8.1.6 微波脉冲功率放大器设计 489

8.2 微波系统设计实例 496

8.2.1 移动通信用直放站设计 496

8.2.2 WLAN干线双向放大器设计 503

8.2.3 北斗收发一体化模块设计 506

第9章 专题讨论 515

9.1 闭环电路系统稳定性设计 515

9.1.1 概述 515

9.1.2 T/R组件基本工作原理 515

9.1.3 T/R组件稳定性分析 516

9.1.4 仿真 519

9.1.5 常规T/R组件系统稳定性设计 521

9.2 双向有源环路的传输响应设计 522

9.2.1 概述 522

9.2.2 信号传输分析 523

9.2.3 简单计算 527

9.2.4 环路传输响应设计 533

9.3 多端口网络噪声特性分析 534

9.3.1 无源两端口网络的噪声分析 535

9.3.2 无源多端口网络的噪声分析 535

9.3.3 两端口有源网络和两端口无源网络级联的噪声分析 536

9.3.4 两端口有源网络和多端口无源网络级联的噪声分析 537

9.3.5 工程应用 538

9.4 功率器件的热设计 540

9.4.1 热路及相关定义 540

9.4.2 获取功率芯片的热阻 541

9.4.3 功率芯片焊接装配热模型 542

9.4.4 计算热系统的等效热阻和热沉最大允许温度 543

9.4.5 功率芯片的安全工作和可靠性问题 546

9.5 微波设计经验法则 547

参考文献 552

查看更多关于的内容