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出版者:Wiley-Interscience

作者:Joy Laskar

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2004-02-13

价格:USD 94.50

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471225911

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现代无线电接收机前端技术：从理论到实践的全面解析 图书信息： 书名： 现代无线电接收机前端技术：从理论到实践的全面解析 作者： （此处假设作者信息，例如：张伟，李明） 出版社： （此处假设出版社信息，例如：科技文献出版社） ISBN： （此处假设ISBN信息） --- 深度聚焦：构建下一代通信系统的基石 本书旨在为电子工程、通信工程、射频电路设计以及相关领域的研究人员、工程师和高级学生提供一本全面、深入且实用的参考指南。它系统性地探讨了现代无线电接收机前端（RF Receiver Front-Ends）的设计、实现、优化与挑战。接收机前端作为整个通信链路的“第一道防线”，其性能直接决定了整个系统的灵敏度、选择性、动态范围和抗干扰能力。本书摒弃了对过于基础或非核心内容的冗余阐述，而是将重点精确地置于当前行业面临的关键技术难题和前沿解决方案之上。 我们相信，要真正掌握现代接收机设计，必须深入理解系统级需求与器件级物理限制之间的复杂权衡。因此，本书采用理论推导与工程实践紧密结合的叙事方式。 第一部分：理论基础与系统级权衡 本部分为后续高级主题奠定坚实的理论基础，但着重于现代高频、高动态范围系统对这些基础的特殊要求。 1. 现代通信系统对接收机的严苛要求： 深入分析了从5G NR、Wi-Fi 6/7到卫星通信（SATCOM）等新兴应用对接收机关键性能指标（KPIs）的提升需求，特别是对极低噪声系数（NF）、高线性度（P1dB, IP3）和极宽带（Wideband）能力的要求。探讨了在多标准共存场景下，接收机必须处理的动态范围挑战。 2. 关键性能指标的深入剖析与相互制约： 详细解析了噪声系数（NF）、线性度（Linearity）、相位噪声（Phase Noise）和功耗效率（Power Efficiency）之间的内在联系和设计折衷。重点讲解了如何使用系统级仿真工具（如Keysight ADS或Cadence AWR）精确建模这些指标的相互影响，而不是仅仅停留在单个指标的计算层面。分析了在不同调制格式（如OFDM、QAM）下，指标侧重点的变化。 3. 接收机架构的演进与选择： 系统性地比较了传统的超外差（Superheterodyne）、零中频（Zero-IF/Direct Conversion）和低中频（Low-IF）架构在现代应用中的优劣势。特别关注了宽带直接变频架构在集成化和功耗方面的优势，以及其面临的直流偏移（DC Offset）、I/Q失配（I/Q Mismatch）和陷波（Quasi-Static Phase Noise）等独有挑战。同时，对认知无线电和软件定义无线电（SDR）背景下的先进架构进行了展望。 第二部分：核心组件的深度设计与优化 本部分深入研究接收机前端的各个关键模块，侧重于先进工艺（如SiGe BiCMOS, GaAs pHEMT, 甚至考虑RF CMOS）下的实现细节和设计技巧。 4. 低噪声放大器（LNA）的极限性能设计： 不仅仅是介绍Smith圆图匹配，而是聚焦于如何利用先进的晶体管模型，在高Q值、高频率（如毫米波频段）下实现噪声系数与增益的最佳平衡。深入讨论了反馈结构（Feedback LNA）、共源共栅（CS-CG）和基于有源反馈的匹配技术，以满足特定阻抗匹配和寄生参数抑制的要求。 5. 混频器（Mixer）的非理想性与线性化： 详细分析了混频器的上变频/下变频过程中的非线性效应，如互调失真（IMD）和交叉调制。重点讲解了如何设计高线性度开关混频器（如Gilbert Cell 结构），以及如何通过优化偏置电流和采用主动/被动去嵌入技术来降低其对前级LNA的影响。 6. 关键无源器件的建模与集成挑战： 探讨了现代接收机中对高精度滤波器和振荡器提出的新要求。 滤波器设计： 重点关注集成化技术（如SAW, FBAR, 或集成电感/电容实现的高阶原型滤波器），如何在高Q值下实现陡峭的边沿和低插入损耗。 本地振荡器（LO）： 深入分析了压控振荡器（VCO）和锁相环（PLL）的相位噪声抑制技术。探讨了如何通过优化环路滤波器和耦合技术，在保持快速锁定时间的同时，将PLL/VCO的噪声引入降至最低，确保不对接收机灵敏度产生致命影响。 第三部分：先进的集成技术与前沿趋势 本部分将视角提升到模块集成和系统级创新，关注如何利用新的半导体技术解决传统设计中的瓶颈。 7. 高速模数转换器（ADC）与数字接收机（Digital Receivers）： 随着ADC速度和分辨率的提升，数字下变频（DDC）和直接射频采样（Direct RF Sampling）架构日益可行。本书详细分析了高速ADC的量化噪声、抖动（Jitter）对接收机性能的影响，以及如何设计合适的缓冲级（Buffer）和预失真电路以适应ADC的输入特性。强调了ADC的有效位数（ENOB）与接收机灵敏度的直接关联。 8. 宽带与多频带前端的集成挑战： 在软件定义无线电和多模终端的推动下，接收机必须处理极宽的频谱。本书探讨了如何设计具有可重构特性的前端，包括可调谐的LNA和可编程的滤波器组。分析了集成在同一芯片上的多个射频路径（RF Chains）之间的隔离度（Isolation）问题以及串扰抑制技术。 9. 系统级噪声与功耗的优化策略： 将设计重点从单个器件转移到整个接收机链路的效率。介绍了功率放大器/低噪声放大器（PA/LNA）协同设计的概念，以及如何利用先进的封装技术（如2.5D/3D集成）来最小化片间和片上走线的寄生效应，从而显著降低整体功耗而不牺牲性能。 总结与展望 本书不仅提供了严谨的理论推导，更融入了大量的工程实例和实际测量数据，帮助读者理解如何在复杂的电磁环境中将理论转化为高性能的实际产品。通过对现代半导体工艺的深入理解和对系统级权衡的精确把握，读者将能够设计出满足未来无线通信严苛要求的下一代接收机前端。本书是追求技术前沿的射频工程师和系统架构师的必备工具书。

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这本书的书名是《Modern Receiver Front-Ends》，它传递出的信息非常明确，即这是一本专注于现代接收机前端技术的书籍。从书名本身，我能预想到这本书会深入探讨接收机架构中至关重要的部分——前端电路。这包括了射频前端的各个组成部分，比如低噪声放大器（LNA）、混频器、滤波器、开关以及相关的匹配网络等等。 我期待这本书能够详细阐述这些器件的工作原理、设计考量以及在不同应用场景下的优化策略。 尤其是在“现代”这个词上，我推测书中会涵盖当前最先进的技术和设计方法，比如对宽带、高频率、低功耗、高线性度以及集成化等方面的关注。 也许会涉及到一些新兴的半导体工艺，如CMOS、SiGe等在射频前端设计中的应用，以及它们所带来的优势和挑战。 此外，随着无线通信技术的飞速发展，诸如4G、5G、Wi-Fi 6/6E等新一代通信标准对接收机前端提出了更高的要求，这本书很有可能也会讨论如何满足这些严苛的需求，例如通过更精密的信号处理、更强大的抗干扰能力以及更高的动态范围来实现。 我非常好奇书中会如何平衡理论知识与实际设计，是偏重理论推导，还是更侧重工程实践中的案例分析，亦或是两者兼顾。

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这本书的命名《Modern Receiver Front-Ends》立刻吸引了我，让我对其内容充满了好奇。 我想，这本书应该会是一次深入探索现代无线接收机核心部分的旅程。 接收机的前端，作为信号接收的“第一道关卡”，其性能直接决定了整个系统的灵敏度、选择性和动态范围。 因此，我期望这本书能够对诸如低噪声放大器（LNA）的设计进行详尽的讲解，包括如何在高频率下实现低噪声系数和高增益，以及如何保证其线性度以避免信号失真。 混频器作为另一个关键组件，其串扰、回声和相位噪声的表现也至关重要，我希望能看到书中对这些性能指标的分析以及相应的优化设计方法。 此外，在现代通信系统中，对频率选择性提出了极高的要求，因此滤波器在接收机前端中的作用不容忽视。 我推测本书会涵盖多种滤波器类型，从传统的LC滤波器到更复杂的陶瓷滤波器、 SAW滤波器，甚至是数字滤波器在前端的应用。 另外，对于开关和匹配网络的设计，它们虽然看似简单，但在保证信号路径的有效传输和阻抗匹配方面起着至关重要的作用，我也期待这本书能提供一些巧妙的设计思路和技巧。

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《Modern Receiver Front-Ends》这个书名，在我看来，预示着一本对于当前无线通信技术核心组件的深度解析。 我想象着，这本书将详细讲解构成接收机前端的各个关键部分，并且会聚焦于“现代”的应用和发展。 我推测，书中会花大量篇幅来阐述低噪声放大器（LNA）的设计，包括如何在高频率下实现高增益、低噪声系数以及良好的线性度。 这可能涉及到对不同 LNA 拓扑结构（如共源共栅、Cascode 等）的分析，以及如何通过元器件选择和匹配来优化其性能。 此外，混频器作为信号下变频的关键，其性能直接影响着接收机的灵敏度和动态范围，我希望书中能深入探讨不同类型混频器（如 Gilbert 混频器、平衡混频器）的设计细节、优缺点以及如何克服其非线性效应。 滤波器的部分我也非常期待，尤其是对于现代通信系统所要求的宽带和窄带滤波器，如何设计出具有锐利滚降、低插入损耗和良好阻抗匹配的滤波器，将会是重点。 我还猜测，书中可能会涵盖开关、功率分配器/合并器以及匹配网络等其他前端组件的设计和优化，这些看似“配角”的组件，在整体性能提升中同样发挥着不可忽视的作用。

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单凭《Modern Receiver Front-Ends》这个书名，我就能联想到其中涵盖的丰富内容。 我脑海中浮现的，是一系列关于如何构建高性能无线接收机前端的深入探讨。 我相信，这本书将着重阐述构成接收机前端的各个关键模块，并且会从“现代”这个角度出发，讲解当前最前沿的设计理念和技术。 比如，在低噪声放大器（LNA）方面，我期待看到关于如何在高频段实现极低噪声系数的同时，保持高线性度和宽带宽的讨论。 这可能涉及到对不同晶体管结构（如 MOSFET、HEMT）的比较，以及在 CMOS 工艺下的 LNA 设计技巧。 接着，对于混频器，我希望能够深入理解如何设计出具有低插入损耗、高隔离度和优秀镜像抑制能力的混频器，以及如何处理其产生的杂散信号。 此外，接收机前端中的滤波器扮演着至关重要的角色，我猜测书中会探讨各种滤波器类型，例如介质滤波器、 SAW 滤波器、 BAW 滤波器，以及如何在有限的尺寸和成本下实现高性能的带通特性。 甚至，我希望书中能够触及到诸如开关、阻抗匹配网络等看似基础但对整体性能影响巨大的组件的设计细节。

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《Modern Receiver Front-Ends》这个书名，在我看来，不仅仅是一个简单的技术标题，更像是一扇通往无线通信世界核心奥秘的窗口。 我猜想，这本书将带领读者走进接收机前端这个复杂而迷人的领域。 “现代”二字，暗示着它必然会聚焦于当前以及未来一段时间内主流的技术发展方向。 我非常期待能够在这本书中了解到，如何在日益拥挤的频谱中，通过精巧的前端设计来捕捉微弱的信号，同时又不被强大的干扰所淹没。 这可能意味着书中会详细介绍低噪声放大器（LNA）的设计，不仅仅是基础的噪声系数和增益，更可能涉及其在动态范围、功耗和集成度方面的权衡。 混频器作为将射频信号下变频的关键环节，其非线性对接收机性能的影响不言而喻，我希望能看到书中深入剖析不同混频器拓扑结构（如 Gilbert 单元、平衡混频器等）的优缺点，以及如何通过设计来最小化寄生效应和提高线性度。 滤波器，作为决定接收机选择性的重要组件，其性能的好坏直接影响着能否有效分离目标信号，书中是否会探讨例如 SAW、BAW、陶瓷滤波器以及数字滤波器在前端的部署策略，甚至是如何实现可变带宽的滤波器，我都充满期待。

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