Broadband Matching - Theory and Implementations pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Publishing Company

作者:Wai-Kai Chen

出品人:

页数:151

译者:

出版时间:1993-11

价格:USD 48.00

装帧:Paperback

isbn号码:9789810214531

丛书系列:

图书标签:

• 宽带匹配
• 射频电路
• 阻抗匹配
• 微波电路
• 电路设计
• 滤波器
• 天线
• 高频技术
• 电子工程
• 通信系统

信号的完美匹配：挑战与实现 在当今信息爆炸的时代，数据传输的速度和效率是衡量通信系统性能的关键指标。而实现这一目标的核心技术之一，便是“匹配”。本书将深入探讨信号匹配的理论基础、关键技术以及在实际应用中的实现方法，旨在为读者提供一个全面而深入的理解，帮助他们掌握如何在复杂的信号环境中实现最佳的能量传输和信号保真度。 第一章：匹配的理论基石 本章将从最基础的概念出发，为读者构建起理解信号匹配的理论框架。我们将详细阐述阻抗匹配的核心原理，包括史密斯圆图的构建与应用，如何通过阻抗变换器实现最大功率传输。在此基础上，我们将引入反射系数、驻波比（VSWR）等关键参数，并通过数学模型深入分析它们与匹配程度之间的关系。此外，本章还将讨论不同类型的匹配网络，如L型匹配、π型匹配和T型匹配，以及它们的适用场景和设计考量。为了更好地理解理论，我们将提供多个具体的计算示例，引导读者逐步掌握匹配网络的解析设计方法。 1.1 阻抗匹配的基本概念 1.1.1 什么是阻抗？交流电路中的阻抗特性。 1.1.2 匹配的定义：最大功率传输定理。 1.1.3 匹配的意义：减少反射，提高效率，增强信号完整性。 1.2 反射系数与电压驻波比 (VSWR) 1.2.1 反射系数的定义与计算：幅度与相位的理解。 1.2.2 VSWR的定义与物理意义：如何衡量不匹配程度。 1.2.3 反射系数与VSWR之间的转换关系。 1.3 史密斯圆图 1.3.1 史密斯圆图的构成与坐标系统。 1.3.2 利用史密斯圆图进行阻抗变换与匹配设计。 1.3.3 史密斯圆图上的重要操作：归一化阻抗、阻抗变换、元件加载。 1.4 匹配网络类型 1.4.1 L型匹配网络：结构、设计方法与限制。 1.4.2 π型匹配网络：结构、设计方法与优势。 1.4.3 T型匹配网络：结构、设计方法与应用。 1.4.4 不同匹配网络类型的比较与选择。 1.5 匹配的数学模型 1.5.1 阻抗不匹配时的功率损耗分析。 1.5.2 匹配网络参数对传输特性的影响。 1.5.3 宽带匹配的理论挑战。 第二章：匹配的关键技术 在理论框架的基础上，本章将聚焦于实现有效匹配所必需的关键技术。我们将深入探讨各种匹配技术，从传统的集总参数匹配到更复杂的分布式参数匹配，以及适应现代高速通信需求的宽带匹配技术。本章的重点将放在实际电路设计和元件选择上，提供详细的设计指南和工程实践经验。 2.1 集总参数匹配技术 2.1.1 串联和并联电感、电容的匹配作用。 2.1.2 调谐匹配：使用可变电感和电容实现精确匹配。 2.1.3 适用于窄带应用的集总参数匹配电路设计。 2.2 分布式参数匹配技术 2.2.1 微带线和带状线的阻抗特性。 2.2.2 枝节（Stub）匹配：单枝节和双枝节匹配的设计。 2.2.3 变迹（Tapered Line）匹配：渐变阻抗的设计与实现。 2.2.4 适用于微波频率和高频应用的分布式参数匹配。 2.3 宽带匹配技术 2.3.1 宽带匹配的挑战：频率响应的平坦性。 2.3.2 多节匹配器（Multi-section Transformers）：设计原理与优化。 2.3.3 渐变阻抗匹配器的设计（如多段枝节、指数渐变等）。 2.3.4 考虑非线性元件的宽带匹配。 2.4 无源匹配元件的选择与特性 2.4.1 电感和电容的选型：Q值、寄生参数对匹配的影响。 2.4.2 传输线作为匹配元件的特性。 2.4.3 考虑元件的额定功率和频率范围。 2.5 匹配网络的容差分析与优化 2.5.1 元件容差对匹配性能的影响。 2.5.2 蒙特卡洛模拟在容差分析中的应用。 2.5.3 优化匹配网络以提高鲁棒性。 第三章：匹配的实现与应用 本章将从工程实践的角度，深入探讨匹配技术在不同通信系统中的具体实现和应用。我们将分析各种典型应用场景下的匹配需求和解决方案，并介绍相关的设计流程和验证方法。 3.1 天线匹配 3.1.1 天线的阻抗特性与匹配需求。 3.1.2 针对不同类型天线的匹配设计（偶极子、单极子、微带天线等）。 3.1.3 调谐天线：如何通过外部匹配网络优化天线性能。 3.2 射频前端匹配 3.2.1 功率放大器（PA）的输入输出匹配。 3.2.2 低噪声放大器（LNA）的输入输出匹配。 3.2.3 混频器、开关等射频组件的匹配。 3.2.4 考虑寄生参数和封装效应的匹配设计。 3.3 传输线与连接器匹配 3.3.1 传输线之间的匹配：阻抗连续性。 3.3.2 连接器和适配器的匹配要求。 3.3.3 解决不匹配引起的信号损耗和失真。 3.4 宽带无线通信系统中的匹配 3.4.1 Wi-Fi、LTE、5G等系统中的匹配挑战。 3.4.2 适应不同频段和信道条件的匹配技术。 3.4.3 软件定义无线电（SDR）中的动态匹配。 3.5 信号完整性（SI）中的匹配 3.5.1 PCB走线阻抗控制与匹配。 3.5.2 连接器和焊盘的阻抗匹配。 3.5.3 解决串扰和回波损耗问题。 3.6 测量与调试 3.6.1 网络分析仪（VNA）的使用：测量S参数、VSWR等。 3.6.2 诊断和定位匹配问题的常用方法。 3.6.3 实际电路中的匹配调试技巧。 第四章：先进匹配技术与未来趋势 本章将进一步拓展读者的视野，介绍当前和未来可能出现的更先进的匹配技术，以及它们在新兴技术领域中的潜在应用。 4.1 有源匹配技术 4.1.1 动态匹配：使用可控元件（如PIN二极管、FET）实现实时阻抗调整。 4.1.2 基于反馈的自适应匹配系统。 4.1.3 有源匹配在复杂环境下的优势。 4.2 智能匹配与机器学习 4.2.1 利用机器学习预测和优化匹配网络。 4.2.2 基于数据驱动的匹配设计方法。 4.2.3 智能匹配在适应性系统中的潜力。 4.3 新材料与新结构在匹配中的应用 4.3.1 超材料（Metamaterials）在阻抗匹配中的应用。 4.3.2 纳米材料和微机电系统（MEMS）在匹配元件中的可能性。 4.4 匹配在其他领域的交叉应用 4.4.1 能量收集系统中的阻抗匹配。 4.4.2 生物医学传感和成像中的匹配技术。 4.4.3 量子计算中的相关匹配概念。 4.5 未来发展方向与开放性问题 4.5.1 极致宽带和超宽带匹配的挑战。 4.5.2 低功耗和高集成度的匹配解决方案。 4.5.3 跨越不同频率范围的通用匹配技术。 本书力求全面、深入地覆盖信号匹配的理论、技术和应用，希望能为工程师、研究人员和学生提供一个宝贵的参考资源，帮助他们理解并掌握这一核心技术，从而在日益激烈的通信技术竞争中取得成功。

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