Foundations of Antenna Theory and Techniques pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:Fusco, Vincent F.

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:2005-4

价格:$ 132.89

装帧:Pap

isbn号码:9780130262677

丛书系列:

图书标签:

• 天线理论
• 天线技术
• 电磁场
• 微波工程
• 无线通信
• 天线设计
• 射频电路
• 天线测量
• 天线建模
• 天线极化

射频电路设计与应用：从基础到前沿 内容提要： 本书旨在为读者提供一个全面且深入的射频（RF）与微波电路设计知识体系。涵盖从最基本的无源元件参数分析，到复杂的有源器件建模、匹配网络设计，再到系统级集成和新兴应用技术。全书结构严谨，理论推导详实，并辅以大量实际工程案例，确保读者能够将理论知识转化为解决实际问题的能力。 --- 第一部分：射频电路基础与传输线理论 本部分奠定了射频电路分析的数学和物理基础，是理解后续高级主题的基石。 第一章：射频基础回顾与频谱概念 本章首先回顾了传统电路理论在处理高频情况下的局限性。重点阐述了集总元件模型失效的原因，并引入了集总参数（Lumped）与分布参数（Distributed）电路的概念区分。详细讨论了电磁波在导体中的传播特性，包括集肤效应（Skin Effect）对电阻和电感的影响，以及介质损耗在不同频率下的重要性。 第二章：传输线理论的精细化分析 传输线理论是射频设计的核心。本章深入剖析了特性的物理意义，包括特征阻抗 $Z_0$ 的精确计算（考虑导线材料、直径和间距对阻抗的影响），以及信号的反射、吸收和透射现象。 史密斯圆图（Smith Chart）的实际应用： 不仅讲解了如何使用史密斯圆图进行阻抗匹配，更深入探讨了其背后的数学原理——等效反射系数平面。演示了如何利用圆图进行输入阻抗计算、导纳/阻抗转换以及多段传输线的分析。 S 参数（Scattering Parameters）： 详细介绍了 S 参数作为高频电路分析最主要工具的定义、物理意义及其在有源和无源网络分析中的应用。重点讨论了如何从时域响应（如 TDR）反演出 S 参数，以及 S 参数的矩阵表示在级联电路中的运算方法。 第三章：互易性、对称性与功率传输 本章聚焦于网络参数的特性分析。探讨了互易网络（Reciprocal Networks）的 S 参数特性（矩阵对称性），以及对称网络（Symmetric Networks）在平衡/不平衡（Balun）电路设计中的应用。着重分析了最大功率传输定理在高频条件下的修正形式，强调了阻抗匹配不仅关乎电压，更关乎有效功率的耦合。 --- 第二部分：无源射频元件与滤波器设计 本部分专注于高频无源器件的建模、分析和电路合成技术。 第四章：高频无源元件的非理想性建模 实际的电感器、电容器和电阻在高频下会表现出寄生效应。本章详细建立了 LCR 元件的等效电路模型，包括串联电阻、自谐振频率（SRF）和品质因数 $Q$ 值的精确计算。讨论了引线电感、封装电容以及 PCB 过孔电感的量化模型。 第五章：微带线与带状线设计 这是现代印刷电路板（PCB）设计中不可或缺的部分。本章提供了计算微带线和带状线特征阻抗的精确公式和经验公式，并讨论了边缘效应（Fringing Field Effect）对线宽和间距的影响。重点讲解了耦合线理论，用于设计耦合线带通滤波器和定向耦合器。 第六章：射频与微波滤波器综合 滤波器是射频系统性能的关键。本章系统地介绍了经典滤波器综合方法： Butterworth, Chebyshev, Elliptic 响应的原理： 深入解析了不同通带响应的幅度特性、群延迟特性及其对系统性能的影响。 原型滤波器到实物实现： 详细讲解了如何将归一化原型滤波器转化为实际工作频率下的 LC 原型，并过渡到基于集总元件和分布式元件（如 LC 腔体、L/C 节线）的实现技术。 小型化与集成功略： 探讨了加载技术（如短路接地螺旋电感）在实现小型化高 $Q$ 滤波器中的应用。 --- 第三部分：有源器件分析与放大器设计 本部分转向半导体器件在高频环境下的行为建模和放大电路的设计。 第七章：半导体器件的射频建模 晶体管（BJT 和 FET）的性能在高频下主要由其内部的结电容、扩散时间以及寄生参数决定。本章重点介绍： 高频等效电路模型： 详细推导了不同工作状态下 JFET、MESFET、HEMT 和 HBT 的高频小信号模型。 噪声参数分析： 引入了噪声系数（Noise Figure, NF）的概念，解释了最小噪声匹配（$Z_{opt}$）与最大增益匹配之间的权衡，并指导读者如何选择合适的晶体管以满足系统噪声指标。 第八章：单级与多级放大器设计 放大器设计是射频工程师的核心任务。本章将设计方法分为两大类： 最大增益匹配设计： 基于 MTI (Maximum Transducer Gain) 准则，讲解了如何利用不变量（K-Factor）来判断晶体管的增益潜力，并设计出在给定源/负载阻抗下的最大增益匹配网络。 宽带稳定匹配设计： 探讨了晶体管的稳定性判据（$mu$ 因子和 $K$ 值），并介绍了如何通过负反馈或选择性匹配网络实现稳定增益放大器（SGA）的设计。 第九章：功率放大器（PA）基础与线性化技术 本章关注功率放大器。分析了其非线性失真问题，如信号的包络追踪和载波的相位调制。讨论了不同 PA 类别的效率和线性度权衡（A, B, AB, C 类）。重点介绍如何通过 预失真（Predistortion） 技术来线性化 PA，以满足严格的频谱辐射要求。 --- 第四部分：混频器、振荡器与系统集成 本部分将设计提升到系统层面，探讨信号变频和频率合成技术。 第十章：混频器与上/下变频技术 混频器是实现频率转换的核心。本章深入分析了混频器的基本工作原理，包括转换增益/损耗、隔离度和三阶截点（IP3）等关键指标。详细对比了： 倍增混频器（Multiplicative Mixers）： 及其噪声和线性度特性。 有源混频器（Active Mixers）： 如肖特基二极管混频器和 MOS 混频器，讨论了本振驱动电平（LO Drive）对性能的影响。 第十一章：射频振荡器与锁相环（PLL） 本章侧重于频率源的产生和控制。 振荡器设计： 分析了各种振荡器拓扑（如 Colpitts, Hartley, Clapp），重点是负电阻法的应用和振荡回路的稳定性。引入了 相位噪声（Phase Noise） 的量化分析，如 Leeson 噪声模型，以及如何通过高 $Q$ 谐振腔来改善相位噪声。 锁相环（PLL）系统： 详细介绍了 PLL 的基本结构（鉴相器、环路滤波器、压控振荡器 VCO），并探讨了环路带宽、锁定时间和瞬态响应对系统稳定性和杂散抑制的影响。 第十二章：噪声、线性度与系统级考量 本章回归系统视野，强调了噪声和线性度在实际系统中的累积效应。 系统噪声预算： 讲解如何建立一个完整的系统噪声模型，从天线输入到基带处理，精确计算总系统噪声系数。 线性度指标的相互制约： 深入讨论了 $ ext{P1dB}$、$ ext{IP3}$ 和 $ ext{TOI}$（三阶交点）之间的理论关系，指导读者在设计中进行最优折衷，以应对强邻信道干扰和互调失真。 --- 本书特色： 本书以严格的电磁场理论为支撑，深度结合现代半导体工艺和 EDA 工具的实际操作需求。每章的理论推导都力求完整，并穿插了基于主流射频设计软件（如 ADS 或 Spectre RF）的实例演示和结果验证，确保读者不仅理解“如何做”，更能理解“为什么这样做”。本书适用于高等院校电子工程、通信工程专业的硕士及博士研究生，以及从事射频集成电路（RFIC）和微波系统设计的一线工程师。

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