具体描述
《TD-SCDMA射频电路设计》详细介绍了第三代移动通信标准之一TD-SCDMA系统基站射频架构及硬件电路设计。书中从3GPP规范对基站射频前端的指标要求出发，通过分析并结合实际系统和硬件的可实现性，明确系统射频架构的实施方法，描述了射频前端的指标分解过程。《TD-SCDMA射频电路设计》详细阐述了射频系统超外差结构原理，并对中频频率的选取、数字时钟的选取、下行链路的功率以及上行链路的增益等进行了分析。书中结合实际的应用经验，介绍了射频有源、无源器件的应用考虑，并通过实例阐述了功放设计流程以及量产考虑。此外，还介绍了TD-SCDMA系统射频前端的部分关键技术(已经公开的专利技术)。《TD-SCDMA射频电路设计》可供从事移动通信产品开发的技术人员、网络设计师、系统运营管理人员阅读，也可以作为大专院校师生的参考读物。
射频前端技术：从器件到系统集成 本书聚焦于现代移动通信系统中至关重要的射频（RF）前端技术，全面深入地探讨了从基础器件原理到复杂系统集成的设计与实现方法。它旨在为电子工程、通信工程及相关领域的工程师、研究人员和高年级学生提供一套系统化、前沿且极其实用的技术参考和设计指南。 第一部分：射频电路基础与器件物理 本部分奠定坚实的理论基础，为理解复杂的射频系统搭建知识框架。 第一章：电磁场与传输线理论在射频中的应用 详细阐述麦克斯韦方程组在微带线（Microstrip）、带状线（Stripline）以及共面波导（Coplanar Waveguide, CPW）上的应用。深入分析传输线理论，包括特性阻抗的精确计算、反射与驻波比（VSWR）的成因及抑制方法。重点讨论史密斯圆图（Smith Chart）作为阻抗匹配核心工具的运用，并结合实际案例演示如何进行单级和多级匹配网络的图形化设计与优化。此外，本章还涵盖了传输线效应在芯片级互连（On-chip Interconnects）中的表现及对高频信号完整性的影响。 第二章：半导体器件的射频特性与建模 本书选取当前主流的射频半导体器件，如硅基双极型晶体管（BJT，特别是HBT）和高电子迁移率晶体管（HEMT/pHEMT，尤其是GaAs和GaN基），进行深入的物理结构分析。重点剖析这些器件在高频下的非理想特性，如寄生电容、电感对增益和噪声系数的影响。提供详尽的S参数（散射参数）测量、提取与验证流程，并介绍用于电路仿真的精确非线性模型（如基于瞬态电流模型的建立），确保仿真结果与实测数据的高度一致性。同时，对新型碳化硅（SiC）器件在功率应用中的潜力进行初步探讨。 第三章：噪声理论与低噪声放大器（LNA）设计 噪声是射频电路设计的核心挑战之一。本章系统阐述了噪声源、噪声系数（Noise Figure, NF）的定义及其与增益、S参数的关系。详细讲解Friis噪声公式及其在多级放大器中的应用。重点推导并分析了如何利用噪声等效电路模型来确定最佳源阻抗下的最小噪声系数。随后，深入讲解不同拓扑结构LNA（如共源/共基、反馈式LNA）的设计流程，包括噪声极点选择、跨导优化以及如何在高增益和低噪声之间取得最佳折衷。 第二部分：关键功能模块的设计与实现 本部分专注于构成射频收发机骨架的各个核心电路模块的深度设计技巧。 第四章：功率放大器（PA）设计与效率优化 功率放大器是决定系统通信距离和功耗的关键组件。本章全面覆盖了线性化与效率并行的设计理念。详细分析了AB类、C类以及D/E/F类等不同偏置模式的特性。重点讨论高效率PA的设计方法，包括包络跟踪（Envelope Tracking, ET）和包络信号重构（Envelope Following, EF）技术的工作原理、驱动电路设计及系统级优化。对于线性化技术，深入解析数字预失真（DPD）技术在FPGA实现中的算法流程，以及如何通过反馈回路改善PA的带外杂散抑制。 第五章：混频器与本振（LO）电路设计 混频器作为频率转换的核心器件，其隔离度、噪声系数和线性度是关键指标。本章详细比较了倍频程混频器（Gilbert Cell）和开关式混频器（Switching Mixer）的优劣。重点讲解如何设计高隔离度的开关管阵列，以及如何通过LO驱动功率匹配来最小化寄生混频产物。针对本振（LO）部分，详细介绍了锁相环（PLL）的架构、环路滤波器（Loop Filter）的设计以控制相位噪声（Phase Noise），并探讨了压控振荡器（VCO）的优化，包括使用电感反馈、电容阵列调谐等技术来提高调谐范围和相位噪声性能。 第六章：滤波器设计：从集总到分布式 滤波器是射频系统实现信道选择性和抑制干扰的基础。本章从集总元件滤波器（LC）开始，讲解Chebyshev、Butterworth等原型滤波器的综合与实现。随后，重点转向高频应用中常用的分布式滤波器，如腔体滤波器、陶瓷滤波器以及微带/共面波导滤波器。详细分析了耦合系数（K）、传输零点（Transmission Zeros）的引入以实现陡峭的过渡带和高带外抑制。对于集成电路设计，本书深入讨论了SAW/BAW/FBAR滤波器的基本原理及其在移动终端中的应用优势。 第三部分：系统集成与先进技术 本部分将目光投向系统层面，探讨如何将上述模块集成，并介绍当前射频前端领域的前沿发展。 第七章：射频开关、移相器与天线调谐 射频开关（RF Switch）对于多频段、多模制式设备至关重要。本章分析了PIN二极管、FET开关的等效电路模型及其在高次谐波抑制方面的挑战。重点讲解了如何设计高线性度、低插入损耗的SPDT及SPnT开关网络。此外，对移相器的原理、量化误差及插入损耗的影响进行了深入探讨，这在Massive MIMO和波束赋形技术中是不可或缺的。 第八章：射频集成电路（RFIC）设计与封装技术 本书将硅基射频集成电路（RFIC）的设计流程作为重点。详细阐述了CMOS、SiGe BiCMOS等工艺平台在射频设计中的权衡。涵盖版图设计中的关键考虑因素，如电感器的电感值精确控制、互连线的电磁耦合抑制、以及衬底噪声隔离技术（如使用深N阱或衬底接地环）。深入分析了先进封装技术（如2.5D/3D集成、扇出晶圆级封装PoP/FoWLP）对系统整体性能（尤其是天线在封装内集成）带来的机遇与挑战。 第九章：系统级性能分析与电磁兼容性（EMC） 在系统集成层面，本章侧重于性能的整体评估。讲解如何通过级联分析（Cascading Analysis）来预测整个接收机或发射机的总噪声系数和线性度。讨论了杂散辐射（Spurious Emissions）的来源，包括互调失真、LO泄漏和时钟馈通。最后，本书详细阐述了射频系统的电磁兼容性（EMC）设计原则，包括屏蔽（Shielding）的原理、接地策略的优化，以及如何通过布局布线来满足严格的辐射和抗扰度标准。 本书特色： 强调实际工程应用： 所有理论推导均辅以实际电路拓扑和设计实例。 涵盖主流技术标准： 设计方法紧密结合现代蜂窝通信（如5G NR）对性能和集成度的严苛要求。 注重仿真与验证： 提供了从器件级到系统级的仿真流程指导，强调硬件实现的迭代优化。 本书是从事移动通信、雷达、卫星通信等领域射频前端设计与开发人员不可或缺的工具书。
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