具体描述
This compilation of pioneering work, from experts in the field is essential reading for new and experienced oscillator designers at all levels of expertise. In it, recognized authorities in the field show how to bridge the gap between design practice and new powerful design methods, address all aspects of modern oscillator design, and review practical designs and experimental results of fixed-frequency, high-Q, low-noise oscillators.
深入探索现代通信系统的基石：高频电路与系统设计精要 作者： [此处可填写作者姓名，例如：张伟，李明] 出版社： [此处可填写出版社名称，例如：科技文献出版社] 出版日期： [此处可填写出版年份，例如：2023年] ISBN： [此处可填写ISBN号] --- 图书简介： 本书旨在为电子工程、通信工程及相关领域的工程师、研究人员和高年级本科生提供一套全面、深入且高度实用的高频电路与系统设计方法论。在当前移动通信、卫星导航、物联网以及高速数据传输技术飞速发展的时代背景下，对高性能、高集成度射频（RF）和微波（Microwave）系统的需求日益迫切。本书摒弃了传统教科书中过于偏重理论推导而缺乏工程实践指导的弊端，聚焦于现代无线系统设计中最为关键的挑战与解决方案。 本书结构清晰，内容涵盖了从基础的电磁场理论回顾到复杂的系统级集成设计，力求在理论深度与工程应用之间找到完美的平衡点。全书共分为七个主要部分，系统地构建起一个完整的高频系统设计知识体系。 第一部分：高频基础与元件特性回顾 本部分为后续深入设计打下坚实的基础。我们首先对传输线理论进行了细致的阐述，重点剖析了史密斯圆图（Smith Chart）在阻抗匹配中的实际应用，并引入了更为现代的S参数（散射参数）分析方法，阐释了其在描述高频网络行为中的不可替代性。 接着，本书详尽讨论了有源和无源高频元件的物理特性和非理想效应。对于无源元件，如电感、电容和电阻，我们深入探讨了其在高频下的等效电路模型、寄生参数的影响，以及如何通过精选元件来最小化损耗和提高Q值。对于有源器件——尤其是双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）——我们不仅回顾了其直流和低频特性，更侧重于分析其在高频下的跨导、噪声系数、增益带宽积等关键指标，并探讨了不同器件工艺（如GaAs、SiGe、CMOS）对最终系统性能的制约。 第二部分：高频无源电路设计技术 高频系统性能的优劣往往取决于无源电路的处理能力。本部分是本书的重点之一，我们专注于实际电路的设计与优化。 阻抗匹配网络设计： 我们提供了针对各种应用场景（如L-Section, $pi$-Section, T-Section匹配网络）的实用设计流程。书中通过大量的实例，展示了如何利用仿真工具辅助手工计算，实现最大功率传输或最小噪声匹配。特别地，我们深入分析了宽带匹配技术的挑战与对策，例如使用阿隆索（All-Pole）或巴特沃斯（Butterworth）滤波器原型进行设计。 高频滤波器设计： 滤波器是射频前端的“守门员”。本书详细讲解了LC、集总式和分布式滤波器（如巴伦、耦合线结构）的设计原理。内容涵盖了切比雪夫（Chebyshev）、椭圆（Elliptic）等各种响应类型的选择依据，以及寄生参数对滤波器响应的实际影响和校正方法。 耦合结构与功分器/合路器： 针对雷达、接收机和发射机前端的功率分配需求，本书系统介绍了90度混合耦合器（Hybrid Couplers）、功分器和合路器的设计，包括基于微带线和脊波导的实现细节，以及如何保证端口间的隔离度。 第三部分：高频放大器设计原理与实践 放大器是信号链中的核心环节，其设计直接决定了系统的灵敏度、线性度和功耗。 小信号放大器设计： 本部分详细介绍了增益设计、稳定性和噪声优化。我们将稳定度分析（如K因子、B1因子）作为设计的前提，随后讲解了如何根据输入输出阻抗的要求，选择合适的晶体管工作点和匹配网络，以同时优化增益和噪声系数（NF）。书中提供了详尽的噪声匹配与功率匹配的权衡分析。 大信号与功率放大器（PA）设计： 针对发射机设计，本书侧重于非线性失真和效率优化。我们深入剖析了A类、AB类、C类和D类（开关模式）PA的工作原理及适用场景。重点阐述了预失真技术（Predistortion） 和包络跟踪（Envelope Tracking） 等现代高效率PA线性化技术的设计思路和实施挑战。 第四部分：噪声、线性度与系统指标分析 本部分提升了读者的系统级设计视角。我们不仅关注单个电路模块的性能，更强调指标间的相互制约关系。 噪声理论与低噪声放大器（LNA）设计： 详细阐述了噪声系数的级联公式（Friiss公式）在多级放大器中的应用，并提供了基于噪声椭圆的LNA输入匹配设计流程，确保在特定工作带宽内实现最低噪声。 非线性分析与失真控制： 深入讲解了高频非线性的核心指标，如三阶交调点（IP3）、饱和功率（Psat）和EVM（误差矢量幅度）。本书提供了处理非线性失真的一系列工程手段，包括器件选择、偏置优化以及后级线性化技术。 第五部分：混频器与频率合成技术 现代超外差和直接变频架构对混频器和频率源的性能提出了极高要求。 混频器设计： 我们详细分析了倍频程（Doubler）、下变频和上变频混频器的结构，包括倍频程混频器和单端/平衡混频器。讨论了混频器的隔离度、转换增益/损耗，以及本振泄漏（LO Leakage）的抑制方法。 频率合成器（Frequency Synthesizer）： 频率源的相位噪声直接影响接收机的选择性和发射机的带外杂散。本书系统介绍了锁相环（PLL）的基本结构、关键参数（如锁定时间、相位噪声掩蔽），并探讨了各种振荡器（LC振荡器、晶体振荡器）的设计要点和噪声源的抑制技术。 第六部分：高频PCB与电磁兼容性（EMC） 在集成化趋势下，PCB已不再是简单的互连载体，而是有源电路的一部分。 高速传输线与层叠设计： 本部分深入讲解了微带线、带状线和共面波导的特性阻抗控制、色散效应和串扰分析。重点介绍了多层PCB的设计规则，包括地平面完整性和电源完整性的维护策略。 封装与电磁兼容性： 我们讨论了元件封装（如QFN, BGA）对高频性能的影响，特别是引线电感和焊球的建模。此外，还涵盖了辐射发射、敏感性和抑制耦合的EMC设计实践，这对于确保产品通过严格的认证至关重要。 第七部分：系统级考量与设计流程 最后一部分将所有模块化的知识点串联起来，形成一个完整的设计闭环。 射频前端（RFFE）集成： 针对主流通信标准（如5G NR, Wi-Fi），分析了完整的收发机架构（超外差、零IF、低IF），并讨论了关键模块（LNA, PA, 混频器, 滤波器）在系统级别如何协同工作以满足整体的灵敏度、吞吐量和功耗预算。 设计自动化与仿真工具应用： 书中穿插了大量关于主流EDA工具（如Keysight ADS, Cadence AWR/Spectre）的使用技巧和工作流程，指导读者如何有效地进行S参数仿真、瞬态/谐波平衡分析、以及版图后仿真（Post-Layout Simulation）来预测和修正实际设计中的误差。 总结： 本书以严谨的工程思维贯穿始终，旨在帮助读者从“元件级”思维跃升至“系统级”设计能力。它不仅是理论学习的参考书，更是一本面向工程实践的宝贵手册，确保读者能够高效、可靠地设计出满足当前严苛性能要求的现代高频无线系统。
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