微波电路设计

作 者: 韩庆文 编

出 版 社: 清华大学出版社

ISBN: 9787302265153

出版时间: 2012-01-01

版 次: 1

页 数: 320

装 帧: 平装

开 本: 16开

所属分类: 图书>科技>电子与通信

近年来，无线技术，特别是通信(例如数据网络、移动电话)、射频识别(RFID)、导航(GPS)、遥感遥测以及探测(雷达)等领域的飞速发展与不断进步引起了全球范围内的普遍关注。因此，对于无线电应用所需的高频载波，将有利于更好地规划和使用电磁频谱，并允许设计更多有效的天线。可以预见，基于低成本制造工艺和现代计算机辅助设计工具，未来新型无线系统将使用更高频率以及更宽频带的频谱。因此，射频前端及其电路在现代无线系统中占据重要地位。

纵观当今电路技术，不难发现射频概念已经深入到高速数字电路，因而数字电路设计师面临新的设计挑战，即必须以分布式传输线理论来重新考虑以前的集总元件和相邻元件之间的寄生耦合等问题和现象。然而，从学习和掌握的角度来讲，射频微波电路的分析与设计始终是一个难点，这不仅是因为严格的射频微波电路分析与综合绕不开难以理解和掌握的电磁场理论与麦克斯韦方程，而且更重要的原因是射频微波电路很难做到准确设计与调试，尤其是以功率放大器为代表的有源电路更是如此。虽然现代电路与电磁仿真软件能够在一定程度上减轻设计师繁琐的分析与计算，但是这很大程度上取决于电路模型的准确性。

尽管射频微波领域包括了很宽的主题，但本书重点关注的是基本电路设计技术，主要包括无线系统及电路概述、传输线基本理论与散射参数、射频微波电路的计算机辅助设计(CAD)技术、滤波器、放大器、功率分配与合成以及天线等内容。在本书内容和写法上有以下突出特点:一是，在内容安排上本书重点介绍以射频微波滤波器为代表的无源电路以及以放大器为代表的有源电路;二是，在写法上以大量设计实例阐述射频电路与器件的设计方法与步骤;三是，注重新型实用电路技术的引入与讨论，以拓展读者的学术视野。

在每章之后有习题以便加深读者对于本章材料的基本理解。关于习题答案以及教学课件感兴趣的读者可以到机械工业出版社网站上免费下载。

本书由电子科技大学的陈会副教授与张玉兴教授合作完成，其中张玉兴教授撰写了第一章和第二章，其余章节由陈会副教授完成。另外，张玉兴教授负责全书的统稿与审校。

本书最终完成于作者出国访学期间，因此，特别感谢电子科技大学与国家留学基金委的支持。限于成书时间以及作者的水平，书中不妥之处敬请广大同行批评与斧正 。

作者

2014年5月

第1章射频/微波工程设计基础

1.1微波的频率范围

1.2射频/微波电路设计简介

1.2.1射频/微波的主要特性

1.2.2射频/微波设计的基本特点

1.2.3射频/微波设计的困难

1.3无源元件的射频特性

1.3.1金属导线

1.3.2电阻

1.3.3电容

1.3.4电感

1.4射频/微波设计的主要参数

1.4.1频率

1.4.2功率

1.4.3阻抗

1.5射频/微波设计软件

1.5.1MATHCAD软件与数值计算

1.5.2史密斯圆图仿真软件

1.5.3MicrowaveOffice软件与微波电路设计

1.5.4ADS软件

1.6习题

第2章传输线理论

2.1传输线

2.1.1传输线的基本理论

2.1.2传输线

2.2常用传输线

2.2.1双线传输线

2.2.2同轴线

2.2.3波导

2.2.4微带线

2.3史密斯圆图基础

2.3.1阻抗圆图

2.3.2导纳圆图

2.3.3史密斯阻抗圆图应用举例

2.4习题

第3章匹配电路及微波网络基础

3.1基本阻抗匹配理论

3.1.1匹配电路的概念和意义

3.1.2共轭匹配

3.1.3行波匹配

3.2集总参数匹配电路

3.2.1L型匹配电路

3.2.2T型匹配电路

3.2.3П型匹配电路

3.3微带线匹配电路

3.3.1串联型微波匹配电路

3.3.2并联型微波匹配电路

3.3.3混合式匹配电路

3.4端口网络

3.4.1单端口网络和多端口网络

3.4.2网络参量的定义

3.4.3散射参量S

3.4.4传输散射矩阵(T矩阵)

3.4.5网络参量之间的变换关系

3.5习题

第4章常用无源微波器件

4.1功率衰减器

4.1.1功率衰减器的原理

4.1.2固定功率衰减器模型

4.1.3功率衰减器的选择原则

4.2功率分配器

4.2.1功率分配器的原理

4.2.2功率分配器的主要技术指标

4.2.3功分器的集总参数模型

4.2.4分布参数功率分配器

4.3方向耦合器

4.3.1方向耦合器的原理

4.3.2支路型

4.3.3平行线型

4.4习题

第5章滤波器设计

5.1微波滤波器

5.1.1滤波器的种类

5.1.2滤波器的参数

5.1.3低通滤波器的原理

5.1.4高通滤波器的原理

5.1.5带通滤波器和带阻滤波器的原理

5.1.6品质因数

5.2低通原型滤波器

5.2.1归一化低通原型滤波器

5.2.2巴特沃斯低通滤波器

5.2.3切比雪夫低通滤波器

5.2.4巴特沃斯滤波器与切比雪夫滤波器的比较

5.2.5椭圆函数滤波器

5.3滤波器的频率变换

5.3.1从低通原型到高通的频率变换

5.3.2从低通原型到带通的频率变换

5.3.3从低通原型到带阻的频率变换

5.3.4带通滤波器的设计

5.4集总参数到分布参数的变换

5.4.1Richards变换

5.4.2单位元件

5.4.3Kuroda规则

5.5微带线滤波器的设计

5.5.1Kuroda规则实现滤波器设计

5.5.2高低阻抗线实现滤波器设计

5.6耦合微带线滤波器

5.6.1耦合微带线

5.6.2耦合微带线的传输特性

5.6.3耦合微带带通滤波器单元

5.6.4级联耦合微带线带通滤波器

5.6.5耦合微带线带通滤波器设计实例

5.7习题

第6章射频放大器设计

6.1放大电路的基本结构和性能指标

6.2稳定性分析

6.2.1稳定性圆

6.2.2稳定性的判定和设计

6.3功率增益

6.3.1功率增益的定义

6.3.2单向化设计法

6.3.3单向化设计误差因子

6.3.4双共轭匹配设计法

6.3.5功率增益和资用功率增益圆

6.4噪声系数圆

6.5等驻波比圆

6.6直流偏置电路

6.6.1放大器的工作状态

6.6.2双极晶体管的偏置电路

6.6.3场效应晶体管的偏置电路

6.7低噪声放大器设计

6.8宽带放大器、功率放大器和多级放大器的设计

6.8.1宽带放大器

6.8.2功率放大器

6.8.3多级放大器的设计

6.11习题

第7章振荡器和混频器

7.1振荡器的基本模型

7.1.1振荡器的基本理论

7.1.2反馈振荡器的设计

7.1.3振荡器的设计步骤

7.1.4石英晶体振荡器的原理

7.2高频振荡器电路

7.2.1固定频率振荡器

7.2.2介质谐振腔振荡器

7.2.3YIG调谐振荡器

7.2.4压控振荡器

7.3混频器的基本特性

7.3.1混频器的指标

7.3.2混频器的基本原理

7.3.3频域分析

7.3.4混频器的分类

7.4习题

第8章微带天线设计基础

8.1天线辐射与接收基本理论

8.1.1天线的基本辐射原理

8.1.2电基本振子的辐射场

8.1.3天线的电参数

8.2天线阵

8.2.1二元阵

8.2.2均匀直线阵

8.2.3隙缝天线

8.2.4波导隙缝天线

8.3微带天线的定义

8.3.1微带天线的概念和结构

8.3.2微带天线的优缺点及发展前景

8.3.3馈电方法

8.3.4微带天线的极化

8.3.5微带天线的分析方法

8.4微带阵列天线的分析

8.4.1概述

8.4.2面阵的方向性

8.4.3互耦效应对阵列性能的影响

8.4.4阵列天线的馈电形式

8.5圆极化五边形微带天线的仿真与实现

8.5.1圆极化的特性及实现方法

8.5.2五边形贴片微带天线的设计步骤

8.5.3五边形贴片微带天线的单点馈电

8.5.4单点背馈的五边形微带天线的设计与实现

8.6微带阵列

8.6.1微带馈电网络的分析

8.6.2馈电网络的设计

8.6.34阵元五边形天线阵的设计与仿真

8.7习题

附录A切比雪夫低通滤波器的设计

A.1设计要求

A.2设计原理

A.3设计步骤

附录B高低阻抗线低通滤波器设计

B.1设计原理

B.2设计要求

B.3设计过程

参考文献