Planar Microwave Engineering

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出版者:Cambridge University Press
作者:Thomas H. Lee
出品人:
页数:880
译者:
出版时间:2004-08-30
价格:USD 95.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780521835268
丛书系列:
图书标签:
  • 微电子
  • IC
  • 微波工程
  • 平面微波
  • 射频电路
  • 微波电路
  • 电路设计
  • 电磁场
  • 传输线
  • 微波器件
  • 阻抗匹配
  • 微波测量
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具体描述

Review

"Planar Microwave Engineering is a massive, well-written book. It contains - contrary to many other RF books - a reasonable mixture of analytical equations and practical circuits suitable for rapid laboratory experiments and classes...it could well become the book of microwave engineering...Professor Lee's very friendly style and the high publishing standards make reading and using this text pleasant. As such Planar Microwave Engineering is suitable for everyday engineering use and for advanced university classes."

Pekka Eskelinen, IEEE AES Magazine

"[Five stars] This is an excellent book written in a light, clear manner by a knowledgeable and experienced engineer. References are annotated on each page and [this] has a major advantage in making the text directly readable while simultaneously underlining the relevance of the substance of the text...the comprehensive approach recommends itself to both student and professional engineers looking for a primer in this area."

Paul O'Leary, IEE Communications Engineer

"Finally, I can recommend a book to those wishing to learn about microwave and RF engineering. Professor Tom Lee's Planar Microwave Engineering: A Practical Guide to Theory, Measurement, and Circuits is a comprehensive and readable treatment of RF and microwave engineering. The 23 chapters of the book cover everything from the history of radio to using probes. Also included with the book is a CD with programs ranging from simulators, such as Puff, LTSprice, Sonnet, EZNEC, and Eagle, to tools such as AppCAD, PLL design, and Smith Chart manipulation...I highly recommend taking a look at Planar Microwave Engineering; it will be well worth your time."

IEEE Microwave Magazine

"... a fantastic CD-ROM ... that is full of all sorts of useful toys to help engineers design their circuits, both microwave and lower frequencies ... well written, printed and clear ... This book answers all your practical questions (or wakes you up to some you did not know existed!) in this complex field. Most highly recommended for all working in it."

Circuit World

Product Description

Modern wireless communications hardware is underpinned by RF and microwave design techniques. This insightful book contains a wealth of circuit layouts, design tips, and practical measurement techniques for building and testing practical gigahertz systems. The book covers everything you need to know to design, build, and test a high-frequency circuit. Microstrip components are discussed, including tricks for extracting good performance from cheap materials. Connectors and cables are also described, as are discrete passive components, antennas, low-noise amplifiers, oscillators, and frequency synthesizers. Practical measurement techniques are presented in detail, including the use of network analyzers, sampling oscilloscopes, spectrum analyzers, and noise figure meters. Throughout the focus is practical, and many worked examples and design projects are included. There is also a CD-ROM that contains a variety of design and analysis programs. The book is packed with indispensable information for students taking courses on RF or microwave circuits and for practicing engineers.

好的,这是为您构思的图书简介,该书名为《微波工程中的平面设计与优化》。 图书名称:微波工程中的平面设计与优化 前言 在现代电子和通信领域,微波频率下的信号处理与传输扮演着至关重要的角色。从卫星通信、雷达系统到高速数据传输,对高效、紧凑且高可靠性的微波电路的需求日益增长。传统的微波电路设计往往依赖于复杂的腔体结构和集总元件,这些方法在集成度、成本和制造公差方面存在显著限制。正是在这样的背景下,平面微波技术应运而生,并迅速成为微波工程领域的核心驱动力。 《微波工程中的平面设计与优化》旨在为读者提供一个全面而深入的视角,探讨如何利用平面技术实现高性能的微波电路。本书不局限于对现有技术的简单罗列,而是致力于剖析平面设计背后的物理原理、建模方法以及优化策略,使读者能够掌握从概念到实现的完整流程。本书内容严谨、侧重实践,特别适合于微波电路工程师、射频设计师、通信系统工程师,以及相关专业的研究生和高年级本科生。 第一部分:基础理论与平面结构概述 本书的开篇将系统回顾微波工程的基础理论,为后续的平面设计打下坚实的数学和物理基础。我们将从电磁场理论出发,重点讨论传输线理论在微波频率下的适用性与局限性。 第一章:微波电路基础回顾 本章将深入探讨S参数、Smith圆图的应用及其在平面电路分析中的重要性。我们将详细阐述阻抗匹配的概念,并介绍如何利用史密斯圆图进行设计和分析。此外,还会涉及功率传输理论和噪声分析,为后续设计优化提供理论依据。 第二章:传输线理论在平面结构中的应用 平面微波电路的核心在于各种形式的传输线。本章将重点介绍几种主要的平面传输线结构,包括微带线(Microstrip)、带状线(Stripline)、共面波导(Coplanar Waveguide, CPW)以及缝隙线(Slotline)。我们将详细分析每种结构的有效介电常数、特征阻抗、色散特性以及损耗模型。对于每种结构,我们不仅会提供理论分析,还会探讨其在不同应用场景下的优缺点,以及如何根据设计要求选择合适的线型。 第三章:平面无源元件的设计原理 平面技术使得电感、电容和电阻等无源元件的集成成为可能。本章将深入探讨如何将这些元件以平面结构的形式实现。我们将分析平面电感器的各种形式(如螺旋电感、螺旋线圈),并讨论其寄生效应。平面电容器的设计,包括指形电容和叠层电容,也将得到详细介绍。此外,本章还会介绍如何利用平面技术实现低Q值电感和高Q值电容,以及如何通过调整结构参数来控制其频率响应特性。 第二部分:平面滤波器与耦合结构 滤波器是微波电路中的关键组成部分,负责信号的频率选择。平面技术在滤波器设计中展现出极大的灵活性和集成优势。 第四章:平面滤波器设计基础 本章从传统的切比雪夫、巴特沃斯响应入手,逐步过渡到平面结构下的滤波器实现。我们将详细讨论基于微带线和共面波导的集总元件滤波器和分布式滤波器设计。重点内容包括耦合线滤波器、谐振器滤波器(如发夹线、枝形线谐振器)以及腔体替代结构的设计方法。我们还将分析耦合系数的计算与控制,这对实现期望的通带和阻带特性至关重要。 第五章:平面耦合结构与功率分配 在射频和微波系统中,功率分配与耦合结构(如耦合线、分支线耦合器)是必不可少的。本章将集中探讨平面耦合器的设计原理,包括90度混合耦合器、分支线耦合器以及更复杂的混合耦合器。我们将分析耦合度的控制、相位平衡以及实现宽带性能的策略。此外,对交叉耦合的影响及其抑制技术也将进行深入讨论。 第三部分:平面有源电路与集成 随着半导体工艺的发展,将有源器件集成到平面结构中已成为主流。本章关注平面技术在有源电路设计中的应用。 第六章:平面放大器设计与稳定性分析 本章聚焦于平面放大器(如低噪声放大器LNA和功率放大器PA)的设计。我们将讨论晶体管的S参数模型在平面电路设计中的应用,并详细阐述如何利用史密斯圆图和稳定性分析(如K因子和B1因子)来设计匹配网络。稳定性是放大器设计中的关键挑战,本章将提供系统的稳定性优化方法。 第七章:平面振荡器与混频器 振荡器是产生微波信号的基础。本章将介绍基于平面结构的振荡器设计,包括利用反馈原理和负阻抗原理实现的振荡电路。对于混频器,我们将分析其工作原理、插入损耗与隔离度,并探讨如何利用平面技术实现高性能的下变频和上变频电路。 第四部分:平面电路的建模、仿真与制造 现代微波工程离不开精确的仿真和可靠的制造工艺。本部分将介绍如何将理论设计转化为实际可制造的产品。 第八章:平面电路的电磁建模与仿真 本章将深入探讨用于平面电路分析的电磁(EM)仿真工具。我们将介绍有限元法(FEM)、矩量法(MoM)和时域有限差分法(FDTD)等数值方法在平面结构分析中的应用。重点将放在如何建立精确的电磁模型,包括考虑封装效应、导线键合和连接器的影响。我们将演示如何利用仿真结果来验证设计并优化性能。 第九章:工艺、制造与版图设计 平面电路的设计最终需要转化为物理版图。本章将详细介绍PCB(印刷电路板)制造工艺对设计的影响,包括层叠结构、介质材料的选择、走线精度和蚀刻公差。我们将讨论如何进行版图设计以最小化寄生效应、实现良好的热管理,并探讨多层板的过孔(Via)建模与优化。 结论 《微波工程中的平面设计与优化》提供了一个从基础原理到先进应用的完整框架。通过对这些关键主题的深入探讨,读者不仅能掌握设计和分析平面微波电路的技能,还能理解在实际工程环境中进行优化和迭代的复杂性。本书致力于培养工程师的直觉和分析能力,以应对未来微波技术不断演进的挑战。

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读后感

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用户评价

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我一直认为,一本好的技术书籍,不应该仅仅是知识的搬运工,更应该是思想的启迪者。《Planar Microwave Engineering》正是这样一本能够激发我思考的书。它在讲解理论的同时,总会引导读者去思考“为什么”和“怎么样”。例如,在讨论传输线的损耗时,它并没有简单地给出损耗的计算公式,而是详细地分析了导体的趋肤效应、介质损耗以及辐射损耗等不同损耗机制,并讨论了如何通过选择合适的介质材料和优化传输线结构来减小这些损耗。这让我能够更深入地理解损耗的本质,从而在实际设计中更有针对性地进行优化。书中关于宽带滤波器的设计,也让我受益匪浅。它不仅仅介绍了多种类型的宽带滤波器,还详细分析了它们的优缺点,以及在不同应用场景下的适用性。这让我能够根据具体的项目需求,选择最合适的滤波器方案。更重要的是,书中还提供了一些关于如何进行滤波器性能优化的思路和方法,这让我能够在实际设计中不断地提升滤波器的性能。这本书的启发性,让我感觉自己不仅仅是在学习知识,更是在提升自己的工程思维能力。

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我的阅读体验是,《Planar Microwave Engineering》在讲解复杂概念时,非常有耐心,并且会从不同的角度去阐释。比如,当它介绍史密斯圆图时,它不仅仅给出了图示和计算方法,还详细讲解了如何通过史密斯圆图来直观地理解阻抗匹配的过程,以及如何利用它来解决各种阻抗匹配问题。它还提供了一些非常巧妙的“图解”技巧,让那些看似复杂的计算变得简单易懂。这一点对于初学者来说,简直是莫大的福音。我尤其欣赏书中关于有源器件线性度和非线性度的分析。在射频通信系统中,器件的非线性会导致产生大量的谐波和互调失真,从而影响系统的性能。《Planar Microwave Engineering》详细地讲解了如何分析和预测这些非线性效应,并且给出了如何通过选择合适的器件、优化偏置和进行滤波来抑制这些失真的方法。这对于我优化我们产品的邻道选择性和动态范围,非常有帮助。此外,书中还涉及了一些高级课题,比如射频前端的杂散信号分析和抑制,以及射频功率分配和组合器的设计。这些内容对于提升整个系统的性能和可靠性,都至关重要。这本书的讲解深度和广度,都让我感到非常满意。

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不得不说,《Planar Microwave Engineering》是一本非常“实用主义”的书籍。它在讲解理论的同时,始终紧密联系实际应用,并且提供了大量的实例分析。例如,在讨论功率分配器和组合器的设计时,书中不仅给出了各种经典结构的原理和设计公式,还详细分析了在实际制作中可能遇到的各种问题,比如各个端口的阻抗匹配、功率分配的均匀性、以及隔离度等。并且,书中还给出了如何通过仿真和实验来验证设计结果的方法。这对于我来说,简直是“干货满满”。我特别喜欢书中关于射频前端噪声分析和设计的部分。在接收机设计中,噪声系数直接决定了接收机的灵敏度,而《Planar Microwave Engineering》对这方面进行了非常详尽的介绍,包括噪声的产生机理、噪声系数的计算方法、以及如何通过选择低噪声器件和优化电路设计来降低噪声系数。书中还提供了一些实际的噪声设计案例,让我能够更好地理解如何在实际项目中应用这些理论。总而言之,这本书的实用性非常强,能够帮助我将学到的知识快速地应用到实际项目中。

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对于我这个多年在微波领域摸爬滚打的老兵来说,一本好书的价值往往体现在它是否能够提供新的视角,是否能够引发更深层次的思考,或者是否能够解决那些困扰我们许久的实际问题。《Planar Microwave Engineering》这本书,无疑在这几个方面都表现出色。它没有简单地重复那些陈词滥调,而是对许多经典理论进行了深入的挖掘和拓展。例如,在讨论无损耗传输线时,它不仅给出了标准的RLC模型,还详细阐述了寄生参数对实际器件性能的影响,以及如何通过优化结构来减小这些不利影响。这一点对于追求极致性能的射频工程师来说至关重要。书中对于平面结构的设计方法,也给了我很多启发。我们都知道,在高频电路中,PCB的布局布线往往比器件本身更为关键,而这本书在这方面提供了非常系统和深入的指导。它详细讲解了不同类型传输线(如微带线、带状线、共面波导等)的特性阻抗计算、损耗分析以及耦合效应,并且给出了非常实用的设计准则。更让我惊喜的是,书中还涉及了一些复杂的课题,比如宽带匹配网络的设计、放大器的稳定性和增益平坦度分析、以及滤波器和耦合器的设计技巧。这些内容对于我正在进行的一个高频通信模块项目来说,具有极强的指导意义。而且,作者在书中穿插了大量的工程经验和陷阱提示,这些都是用金钱和时间都难以买到的宝贵财富,帮助我避免了许多不必要的弯路。

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对于一个有着数年射频调试经验的工程师来说,一本好的参考书,除了能够讲解理论,更重要的是能够帮助我解决实际项目中遇到的那些“疑难杂症”。《Planar Microwave Engineering》在这方面做得相当出色。它提供的不仅仅是理论上的指导,更多的是基于实践经验的总结和升华。例如,在讨论如何提高功率放大器的效率时,书中详细讲解了各种偏置策略、器件选择以及负载匹配的技巧,并且给出了具体的优化步骤和注意事项。这对于我优化我们产品中功率放大器的功耗和散热问题,提供了非常有效的解决方案。另外,书中关于宽带匹配网络的设计,也给了我很多启发。在实际项目中,很多时候我们需要实现宽带的阻抗匹配,这往往比单频点匹配要复杂得多。《Planar Microwave Engineering》提供了多种宽带匹配网络的设计方法,并且对每种方法的优缺点进行了详细的分析,让我能够根据实际需求选择最合适的设计方案。更让我惊喜的是,书中还讨论了在实际生产中可能遇到的各种问题,例如焊盘尺寸、走线宽度、介质厚度等微小因素对电路性能的影响,并且给出了如何通过工艺调整来弥补这些差异的建议。这些细节之处的考量,正是这本书的价值所在,它真正做到了理论与实践的完美结合。

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这本书的优点真的很多,如果让我来一一列举,恐怕要花上很长的时间。《Planar Microwave Engineering》的语言风格非常清晰流畅,即使是那些极其复杂的数学推导,在作者的笔下也变得容易理解。我尤其欣赏作者在讲解过程中,总会引经据典,提及相关的经典论文和研究成果,这让我能够沿着作者的思路,去追溯这些理论的源头,加深对知识的理解。书中的插图质量也非常高,线条清晰,标注明确,配合文字讲解,能够非常直观地展示出微波电路的结构和工作原理。我最喜欢的部分之一是关于有源器件模型化和仿真方法的讲解。在实际的射频电路设计中,精确的模型是保证仿真结果准确性的关键。《Planar Microwave Engineering》对各种有源器件(如晶体管、二极管)的模型给出了非常详尽的介绍,并且讨论了如何建立准确的S参数模型、小信号模型以及大信号模型。这对于进行电路仿真和性能预测非常有帮助。此外,书中对电磁仿真软件的应用也进行了介绍,并给出了一些实用的技巧和注意事项,这对于我们实际的项目开发非常有价值。它不仅教会了我“是什么”,更教会了我“怎么做”,并且“为什么这么做”。

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在众多微波工程领域的书籍中,《Planar Microwave Engineering》以其独特的视角和深入的分析脱颖而出。我特别欣赏书中关于电磁场理论在微波电路设计中的应用。它不仅仅是简单地罗列公式,而是详细地讲解了如何利用电磁场理论来理解和分析微波电路的特性,例如传输线的特性阻抗、电容和电感效应,以及电磁耦合等。这让我能够从更根本的层面去理解微波电路的工作原理。书中对于平面微波器件的封装和集成方面的讨论,也给了我很多启发。随着电子产品的集成度越来越高,如何有效地将微波器件进行封装和集成,成为了一个重要的挑战。《Planar Microwave Engineering》在这个方面提供了非常前沿的视角和实用的设计指导。它详细讲解了不同类型的封装技术,以及如何处理封装所带来的寄生参数和耦合效应。这对于我正在进行的高频通信模块的封装设计,具有非常重要的指导意义。总的来说,这本书的理论深度和前沿性,都让我感到非常满意,它不仅仅是一本教材,更是一本宝贵的参考书。

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我是一位在射频前端设计领域摸索了几年,但总感觉在某些理论方面不够扎实的工程师。读完《Planar Microwave Engineering》之后,我感觉自己像是完成了一次“系统性升级”。这本书并没有局限于某个特定的微波器件或应用,而是以一种非常宏观和系统化的视角,梳理了整个微波工程领域的核心概念和设计方法。我特别喜欢书中关于微波电路的级联分析和整体性能预测的部分。通常我们设计一个复杂的射频链路,是由多个子模块级联而成,而每个子模块的性能都会影响到整体的性能。《Planar Microwave Engineering》详细地讲解了如何进行级联分析,如何考虑各个模块之间的相互影响,以及如何优化整体的设计以达到最佳的系统性能。这对于我正在进行的雷达系统前端设计工作,提供了非常有价值的参考。书中对于噪声系数的分析和设计,也让我受益匪浅。在射频系统中,噪声是影响性能的一个非常关键的因素。《Planar Microwave Engineering》详细地讲解了噪声的来源,以及如何进行噪声系数的计算和优化,并给出了许多实际的设计案例。这对于我改善接收机的灵敏度,非常有帮助。总的来说,这本书的系统性、全面性和实用性都非常强,能够帮助我建立起更加扎实的微波工程理论基础。

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坦白说,刚拿到这本书的时候,我被它的厚度吓了一跳,觉得要看完它肯定是个艰巨的任务。但一旦开始阅读,我便被深深地吸引住了。《Planar Microwave Engineering》的写作风格非常现代化,它没有使用那些晦涩难懂的古老语言,而是用清晰、简洁、逻辑性强的语言来阐述复杂的概念。我印象最深刻的是书中关于多层PCB和三维集成电路在微波应用中的讨论。随着电子设备的小型化和集成度越来越高,多层PCB和三维集成电路在微波设计中的应用也越来越普遍。《Planar Microwave Engineering》在这个方面提供了非常前沿的视角和实用的设计指导。它详细讲解了在多层PCB中如何进行信号完整性分析,如何处理层间耦合,以及如何优化走线布局。对于三维集成电路,它也介绍了相关的设计方法和挑战。这对于我正在参与的下一代通信模块开发项目,具有非常重要的指导意义。此外,书中对于电磁兼容性(EMC)和信号完整性(SI)在微波电路设计中的考量,也给了我很多启发。这些在早期的微波工程教材中很少涉及,但对于现代高频电路设计来说,却是至关重要的。这本书的先进性和前瞻性,让我觉得它是一本真正与时俱进的经典著作。

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这本书的封面设计就相当有吸引力,深邃的蓝色背景搭配着银白色的立体文字,立刻就能让人感受到一种专业而严谨的学术气息。当我第一次拿到它的时候,那种厚重感和纸张的质感都让我觉得物超所值。我是一个刚刚开始涉足微波工程领域的研究生,很多基础概念对我来说都相对陌生,而这本书恰好提供了这样一个系统性的入门。它的章节编排非常合理,从最基础的电磁波理论讲起,逐步深入到传输线、阻抗匹配、谐振腔等核心内容。尤其让我印象深刻的是,作者在讲解每一个概念时,都会配以清晰的图示和详细的推导过程,这对于我这样需要反复琢磨才能理解的初学者来说,简直是福音。书中的公式推导过程一丝不苟,逻辑清晰,让我能够真正理解公式背后的物理意义,而不是死记硬背。我尤其喜欢其中关于史密斯圆图的讲解,它以一种直观的方式展示了阻抗匹配的整个过程,并且提供了大量的实际应用案例,让我能够很快地将理论知识转化为解决实际问题的能力。这本书不仅仅是理论的堆砌,它还包含了许多工程实践中的经验和技巧,例如关于器件选择、布局布线、信号完整性等方面的建议,这些都是在课堂上很难学到的宝贵知识。总而言之,这本书为我打开了微波工程的大门,让我对这个充满挑战又极具魅力的领域产生了浓厚的兴趣。

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