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第1章 无线通信中射频收发信机结构及应用1

1.1 无线收发信机射频前端功能和特性1

1.2 射频电路在系统中的作用与地位1

1.3 射频电路与微波电路和低频电路的关系3

1.3.1 频段划分3

1.3.2 电路的设计考虑4

1.4 集成收发系统结构5

1.5 典型应用的集成收发信机5

1.5.1 全球数字移动通信系统收发机6

1.5.2 应用于无线局域网的收发机7

1.5.3 应用于无线传感器网络的低功耗收发机8

1.5.4 应用于WCDMA9

1.6 无线通信及射频电路技术发展趋势10

1.7 射频电路基础11

1.7.1 频带宽度表示法11

1.7.2 分贝表示法12

第2章 射频元器件及电路模型16

2.1 无源集总元件16

2.1.1 电阻器16

2.1.2 电容器17

2.1.3 电感器19

2.1.4 无源元件的射频特性21

2.2 射频二极管21

2.2.1 PIN二极管22

2.2.2 变容二极管23

2.2.3 肖特基二极管24

2.2.4 IMPATT二极管25

2.2.5 其他二极管25

2.3 双极型晶体管26

2.3.1 双极型晶体管工作特性26

2.3.2 异质结双极型晶体管29

2.4 场效应晶体管30

2.4.1 MESFET工作特性31

2.4.2 高电子迁移率晶体管35

2.4.3 PHEMT技术36

2.4.4 金属氧化物场效应管37

2.5 双极型器件和场效应器件的比较38

2.5.1 双极型器件和场效应器件的fT和fmax39

2.5.2 双极型和场效应器件的噪声性能39

2.5.3 双极型器件和场效应器件的功率与线性度性能40

第3章 数字调制43

3.1 数字调制简介43

3.1.1 引言43

3.1.2 数字调制的类型43

3.1.3 数字调制功率45

3.1.4 衡量数字调制技术的性能指标47

3.2 相移键控的调制方式48

3.3 幅移键控的调制方式51

3.4 多载波调制和正交频分复用54

3.4.1 MCM54

3.4.2 OFDM54

3.5 数字调制要素56

3.6 调制器／解调器集成电路的设计59

第4章 射频网络分析63

4.1 网络基本概念63

4.1.1 线性网络63

4.1.2 阻抗矩阵和导纳矩阵概念64

4.2 散射参量66

4.2.1 散射参量的定义66

4.2.2 散射参量的物理意义68

4.2.3 S参量的推广69

4.2.4 多端口网络散射矩阵70

4.2.5 散射矩阵的性质71

第5章 传输线理论74

5.1 传输线理论基础74

5.2 传输线的种类75

5.2.1 普通传输线结构及特性75

5.2.2 平面传输线结构及特性77

5.3 均匀传输线方程80

5.4 传输线阻抗与状态参量84

5.5 无耗传输线的状态分析86

5.6 Smith圆图90

5.6.1 特殊变换91

5.6.2 阻抗Smith圆图92

5.6.3 导纳Simth圆图93

5.6.4 阻抗——导纳组合Smith圆图94

第6章 噪声和非线性失真98

6.1 射频电路中的噪声98

6.1.1 噪声的分类98

6.1.2 二端口网络的等效噪声温度和噪声系数100

6.1.3 二端口网络级联链路的噪声系数102

6.2 灵敏度与动态范围104

6.2.1 灵敏度104

6.2.2 动态范围105

6.3 非线性与时变性106

6.3.1 非线性的影响107

6.3.2 级联非线性112

6.4 无线通信收发链路性能指标分析113

第7章 射频电路设计的CAD技术117

7.1 集成的CAD设计平台117

7.2 CAD程序包的特点119

7.2.1 支持工具119

7.2.2 原理图捕获119

7.2.3 层次化设计120

7.2.4 模拟控制参数120

7.2.5 电路元件CAD121

7.2.6 电路优化122

7.2.7 版图123

7.3 电路模拟技术123

7.3.1 直流模拟器124

7.3.2 线性模拟器125

7.3.3 谐波平衡模拟器125

7.3.4 Volterra级数126

7.3.5 卷积分析128

7.3.6 包络模拟128

7.3.7 综合化射频信道的半实物仿真设计129

第8章 无线收发信机射频前端的系统结构134

8.1 接收机射频前端的系统结构134

8.1.1 超外差式接收机135

8.1.2 零中频接收机146

8.1.3 低中频接收机150

8.1.4 其他结构的接收机153

8.2 发射机射频前端的系统结构155

8.2.1 直接上变频发射机156

8.2.2 两步发送器157

8.2.3 其他结构的发射机157

8.3 接收发送器158

8.3.1 Philips DECT接收发送器158

8.3.2 朗讯（Lucent）GSM接收发送器159

8.4 软件无线电接收机和数字中频接收机161

8.4.1 软件无线电接收机的结构及其特点161

8.4.2 软件无线电接收机区域模块特点162

8.4.3 软件无线电接收机的硬件结构及实现162

第9章 射频放大器166

9.1 射频放大器的相关理论166

9.1.1 放大器的稳定性167

9.1.2 射频放大器的功率增益168

9.2 射频放大器偏置电路171

9.2.1 双极型晶体管的偏置电路172

9.2.2 场效应晶体管的偏置电路173

9.3 低噪声放大器设计173

9.3.1 低噪声放大器简介173

9.3.2 低噪声放大器的主要技术指标174

9.3.3 低噪声放大器基本电路175

9.3.4 常见的LNA电路配置175

9.3.5 低噪声放大器的设计步骤176

9.3.6 低噪声放大器设计举例177

9.4 射频功率放大器178

9.4.1 晶体管非线性模型178

9.4.2 性能参数178

9.5 传统功率放大器182

9.5.1 波形分析182

9.5.2 输出终端183

9.6 开关模式功率放大器184

9.6.1 D类功率放大器185

9.6.2 E类功率放大器186

9.6.3 F类功率放大器187

9.6.4 不同类型功率放大器性能比较188

9.7 功率放大器电路设计技术188

9.7.1 差分结构188

9.7.2 功率合成189

9.8 线性化技术191

9.8.1 功率放大器非线性的影响192

9.8.2 调制方式195

9.8.3 线性化技术和提高效率的技术197

9.8.4 功率放大器的主要性能指标205

9.8.5 功率放大器的设计步骤206

第10章 射频信号产生电路210

10.1 射频振荡器210

10.1.1 振荡器电路分析方法210

10.1.2 共发射极的双极型晶体管振荡器212

10.2 压控振荡器的相位域模型213

10.3 相位噪声和抖动213

10.3.1 相位噪声213

10.3.2 相位噪声分析模型216

10.3.3 振荡器相位噪声分析218

10.4 微波频率振荡器222

10.4.1 TDRO作为串联反馈元件222

10.4.2 TDRO用做并联反馈元件223

10.4.3 振荡器最大输出功率224

10.4.4 压控振荡器225

10.4.5 压控振荡器HMC513LP5227

10.5 锁相环的基本概念228

10.5.1 锁相环的基本原理228

10.5.2 锁相环的噪声分析231

10.5.3 相位噪声产生的机理232

10.5.4 相位噪声带来的问题233

10.6 频率合成的基本概念235

10.6.1 频率合成器的基本原理235

10.6.2 频率合成器的常用技术方案239

10.6.3 频率合成的主要参数241

10.7 锁相频率合成器的设计242

10.7.1 基本的设计思路242

10.7.2 环路滤波器的设计245

10.7.3 PLL的各个部件选购和设计246

10.7.4 PLL的锁定过程247

10.7.5 PLL电路的设计实例248

10.7.6 控制软件及仿真软件252

第11章 频谱搬移电路254

11.1 频谱搬移原理及分析方法254

11.2 射频混频器256

11.2.1 混频器的特性256

11.2.2 微波混频器的主要指标257

11.2.3 抑制混频干扰和失真的方法260

11.2.4 微波混频器的分析设计261

11.2.5 单端二极管混频器265

11.2.6 单端FET混频器266

11.2.7 单平衡二极管混频器267

11.2.8 混频器件268

11.3 射频倍频器和分频器269

11.3.1 非线性电抗器件倍频器269

11.3.2 非线性电阻器件倍频器275

11.3.3 有源倍频器276

11.3.4 倍频器件277

11.4 微波检波器277

11.4.1 微波检波器特性278

11.4.2 微波检波器电路279

第12章 微波测量283

12.1 微波信号源283

12.1.1 模拟式扫频信号源285

12.1.2 合成扫频信号源286

12.2 频谱分析仪原理287

12.2.1 频谱分析仪概述287

12.2.2 快速傅里叶变换分析仪289

12.2.3 相位噪声在射频通信中的影响290

12.2.4 整机工作原理294

12.2.5 频谱分析仪的主要技术性能和指标296

12.3 矢量信号分析方法和仪表302

12.3.1 矢量信号分析的技术背景302

12.3.2 矢量调制误差的测量原理303

12.3.3 观测数字调制信号的几种方法303

12.3.4 主要技术性能和指标304

12.4 矢量网络分析仪305

12.4.1 微波网络的散射参数——S参数306

12.4.2 S参数的概念306

12.5 矢量网络分析仪基础308

12.5.1 S参数的定义308

12.5.2 矢量网络分析仪的基本原理309

12.5.3 矢量网络分析仪的基本结构313

12.5.4 主要技术性能和指标315

12.6 网络分析仪的典型应用319

12.6.1 滤波器的测试319

12.6.2 放大器的测试320

第13章 微波射频集成电路技术322

13.1 微波毫米波集成电路的发展趋势322

13.2 国内外研究现状323

13.3 多芯片组件简介326

13.3.1 MCM的分类327

13.3.2 MCM的主要特点及应用327

13.4 低温共烧陶瓷技术328

13.4.1 LTCC加工工艺流程328

13.4.2 LTCC基板的材料特性330

13.4.3 LTCC技术特点330

13.5 微波集成电路331

13.5.1 混合微波集成电路332

13.5.2 单片微波集成电路339

第14章 微波电路的工程设计案例343

14.1 Ka波段高性能频率合成器的设计343

14.1.1 技术指标343

14.1.2 技术方案343

14.1.3 10GHz点频部分设计345

14.1.4 点频部分锁相环环路参数设计345

14.1.5 大环环路参数设计346

14.2 Ka波段频率合成器LTCC技术研究348

14.2.1 技术指标348

14.2.2 技术方案348

14.2.3 系统设计与实现352

14.2.4 频率合成器布局与布板353

14.3 宽带射频前端系统仿真研究356

14.3.1 接收机系统的方案选择356

14.3.2 中频频率和本振频率的选择357

14.3.3 大动态范围接收机的实现358

14.3.4 接收机技术指标的计算与仿真359

14.3.5 发射机系统的设计与仿真359

14.3.6 发射机系统的方案设计360

14.4 宽带一体化接收前端技术的研究361

14.4.1 技术指标361

14.4.2 技术方案362

14.4.3 技术指标的仿真论证363

14.4.4 系统设计与实现364

14.5 2GHz～6GHz通用接收机研究及关键电路的设计与实验366

14.5.1 接收机系统的主要技术指标366

14.5.2 系统设计方案366

14.5.3 2GHz～6GHz AGC电路设计367

14.5.4 混频部分电路设计368

14.6 CDMA 800M射频收发系统的设计与实现370

14.6.1 系统设计方案370

14.6.2 发射机的设计370

14.6.3 接收机的设计371

第15章 ADS射频电路设计基础373

15.1 ADS概述与基本操作373

15.1.1 ADS概述373

15.1.2 ADS主要操作窗口376

15.1.3 ADS基本操作382

15.2 ADS仿真功能概述391

15.2.1 ADS的各种仿真功能描述391

15.2.2 ADS的仿真控制器393

15.3 谐波平衡法仿真395

15.4 增益压缩仿真397

15.4.1 增益压缩仿真介绍398

15.4.2 增益压缩仿真相关参数设置399

15.5 ADS系统仿真实例400

15.5.1 收发机系统仿真400

15.5.2 零中频接收机仿真401

第16章 射频同轴电缆和连接器409

16.1 射频同轴电缆的构造、类型和特性409

16.1.1 同轴电缆的特性409

16.1.2 射频电缆类型410

16.2 射频同轴连接器的构造、类型和特性413

16.2.1 连接器的选择413

16.2.2 射频连接器415

16.2.3 射频转接头418

部分习题答案425

参考文献426