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出版者:Wiley-Interscience

作者:Wong, Kin-Lu

出品人:

页数:320

译者:

出版时间:January 2003

价格:US $138.95

装帧:

isbn号码:9780471266112

丛书系列:

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射频电路设计与电磁兼容性：理论基础与实践应用 本书旨在为射频（RF）工程师、电子设计工程师以及相关领域的研究人员提供一套全面、深入且极具实践指导意义的射频电路设计与电磁兼容性（EMC）知识体系。 在当今高速、高频通信系统爆炸式增长的背景下，理解和掌握低噪声放大器（LNA）、混频器、压控振荡器（VCO）等关键射频模块的设计原理，并确保系统在复杂电磁环境中稳定可靠运行，已成为电子系统实现高性能与高可靠性的核心挑战。本书跳脱出专注于特定天线类型的探讨，而是将视野聚焦于整个射频前端（RFFE）系统的构建、性能优化以及系统级电磁兼容性管理。 全书结构清晰，逻辑严谨，内容涵盖了从基础的传输线理论到复杂的系统级噪声分析、干扰抑制等多个层面，旨在构建一座连接理论物理与实际工程实现的坚实桥梁。 --- 第一部分：微波与射频基础理论的深度重构 本部分着重于巩固和深化读者对构成射频系统物理基础的理解，这些基础知识是设计任何高性能射频模块的先决条件。 1. 传输线理论与无源元件建模： 我们将详细探讨史密斯圆图在阻抗匹配网络设计中的精妙应用。不仅仅停留在基本的L型匹配网络，而是深入分析了多级匹配结构对带宽和效率的影响。讨论了高Q值电感和电容在实际PCB（印刷电路板）布局中，因寄生效应（如电感Q值下降、电容串联等效电阻ESR增加）导致的性能衰减。重点分析了微带线、带状线和共面波导（Coplanar Waveguide, CPW）的色散特性、有效介电常数变化以及边缘效应的精确计算方法。为后续的有源电路设计，提供了精确的无源元件库模型。 2. S参数：网络分析的基石： S参数（散射参数）是描述高频网络特性的核心工具。本书不仅阐述了S参数的定义、测量方法（如使用矢量网络分析仪VNA），更侧重于其在电路分析中的应用。深入探讨了如何利用S参数计算网络的增益、回波损耗（Return Loss）、输入/输出反射系数，以及最重要的——稳定裕度（Stability Circles）。对于多端口网络，如何通过级联S参数矩阵来预测整体系统的性能，并讨论了在不同参考阻抗下S参数的转换技巧，确保不同设计阶段的模型一致性。 3. 噪声理论与系统噪声分析： 噪声是射频系统性能的终极限制因素。本章对系统的噪声源进行分类，包括热噪声、散粒噪声和闪烁噪声。详细解析了噪声系数（Noise Figure, NF）的定义、计算公式，以及它如何随工作点、温度和电路拓扑而变化。重点讲解了Friis噪声系数公式在多级放大器链中的应用，并阐述了如何通过精确的阻抗匹配来最小化第一级电路的噪声系数，从而决定整个系统的噪声性能。 --- 第二部分：关键射频有源与无源电路模块的设计与优化 本部分聚焦于构建高性能射频收发机所需的核心电路块，强调在非理想条件下的设计权衡。 4. 低噪声放大器（LNA）的精细设计： LNA的设计目标是追求最低的噪声系数，同时保证足够的增益和线性度。本书详细介绍了基于噪声匹配（Noise Matching）和增益匹配（Gain Matching）的电路拓扑选择。分析了场效应晶体管（FET）和双极性晶体管（BJT）在低噪声应用中的适用性差异。探讨了反馈技术（如Shunt-Series反馈）对LNA带宽扩展和输入阻抗控制的有效性，并给出了实际PCB布局中，如何处理输入匹配电感与晶体管的寄生电容的实践案例。 5. 混频器与频率综合： 混频器是实现变频操作的关键。本书深入剖析了双平衡混频器（Double-Balanced Mixers）的结构优势，如出色的隔离度（LO/RF/IF Isolation）。重点讨论了混频器的非线性效应——输入信号的失真和三阶交调点（Third-Order Intercept Point, IP3）的预测。在频率综合方面，详述了锁相环（PLL）的结构、环路滤波器（Loop Filter）的设计对抖动（Jitter）和相位噪声的影响，以及如何选择合适的压控振荡器（VCO）以满足特定通信标准对频谱纯度的要求。 6. 功率放大器（PA）的效率与线性度之战： 功率放大器是电池寿命和通信距离的关键。本书系统比较了A类、AB类、B类以及新兴的D类和E类PA的效率与线性度特性。重点讲解了包络跟踪（Envelope Tracking, ET）和包络再生（Envelope Regeneration, EER）等先进线性化技术背后的原理，以及如何设计相应的匹配网络以适应晶体管在不同输出功率点下的阻抗变化，实现高效率下的邻信道功率比（ACPR）优化。 --- 第三部分：电磁兼容性（EMC）与系统集成挑战 理解了单个模块的性能后，系统集成中的电磁兼容性成为决定最终产品能否成功上市的关键障碍。 7. 信号完整性（SI）与电源完整性（PI）的交织影响： 在高速射频系统中，电源和地平面的质量直接影响到有源器件的噪声水平和稳定性。本章详细阐述了电源去耦电容的选择哲学——从大容量到高频旁路电容的层级化布局。分析了高速信号线上的串扰（Crosstalk）和反射对接收机灵敏度的潜在影响。讨论了如何通过优化PCB叠层结构（增加参考平面连续性、减小地弹/电源弹）来提升系统的信号完整性。 8. 辐射与抗扰度：电磁兼容性基础： 本部分系统性地介绍了EMC的基本原理，包括辐射发射（EMI）的产生机制和抗扰度（EMS）的防护方法。详细分析了PCB走线、封装和连接器作为辐射源的机理，并给出了抑制高频谐波辐射的具体设计指南，例如使用屏蔽罩（Shielding Cans）、优化接地布局（星形接地、低阻抗接地）以及控制环路面积。针对系统级测试标准（如FCC/CE要求），提供了前置的“设计仿真”方法，避免后期的昂贵整改。 9. 封装与PCB布局对系统性能的影响： 讨论了从裸芯片到封装器件（如QFN, BGA）的过渡如何引入新的寄生参数。强调了在多层PCB设计中，如何精确计算和控制特征阻抗。对于涉及射频信号和敏感数字信号的混合信号板，给出了严格的物理隔离和分割策略，包括地线隔离技术和滤波器的正确放置，以防止数字噪声耦合到高灵敏度的RF/IF路径中。 --- 本书特点总结： 本书通过大量的工程实例和理论推导相结合的方式，帮助读者建立起从器件物理到系统架构的全方位认知。它不仅教授“如何设计”，更深层次地解释了“为什么这样设计”，尤其在处理线性化、噪声抑制和电磁兼容性这三大现代无线通信设计难点时，提供了严谨而实用的解决方案。阅读本书后，工程师将能更自信地驾驭复杂的高性能射频前端项目，确保产品在满足严苛性能指标的同时，具备卓越的可靠性和电磁兼容表现。

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这本书的封面设计简洁而专业，予人一种严谨的学术气息。我一直对无线通信领域中天线的应用和设计感到好奇，尤其是那些轻薄、易于集成到设备中的平面天线。这本书的书名——"Planar Antennas for Wireless Communications"——恰好点燃了我探索的兴趣。虽然我还没有来得及深入阅读，但单从书名和包装就能感受到作者在相关领域的深厚造诣。我设想这本书会详细介绍平面天线的基本原理，包括其结构、工作模式、阻抗匹配等关键技术。我期待能从中了解到不同类型的平面天线，例如偶极子天线、贴片天线、缝隙天线等，以及它们各自的优缺点和适用场景。此外，对于如何在实际的无线通信系统中有效地设计和部署这些天线，书中应该会给出详尽的指导。比如，如何考虑电磁兼容性（EMC）、如何优化天线的辐射效率和方向图、如何与射频前端电路进行良好的协同设计等等。这本书无疑会成为我理解无线通信基石的重要读物。

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这本《Planar Antennas for Wireless Communications》的书名本身就充满了吸引力，它直接点出了当前无线通信领域最热门和最有前景的技术方向之一。我一直对无线通信系统的物理层设计有浓厚的兴趣，而天线作为无线通信的“门户”，其重要性不言而喻。这本书给我一种预感，它将不仅仅是一本介绍天线结构和原理的教科书，更可能是一本关于如何在实际应用中解决无线通信挑战的宝典。我期待它能深入剖析平面天线的设计流程，从仿真到测量，每一个环节都可能蕴含着丰富的实践经验。比如，书中是否会讨论如何利用HFSS、CST等专业软件进行天线仿真？在实际制造过程中，PCB工艺对平面天线性能的影响有多大？在复杂的电磁环境中，如何保证平面天线的鲁棒性和稳定性？对于那些需要设计小型化、高性能天线的工程师来说，这本书无疑会提供宝贵的参考。我希望能从中学习到如何避免设计中的常见陷阱，如何优化天线性能以满足日益增长的无线通信需求。

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从书名《Planar Antennas for Wireless Communications》来看，我预感这本书将为我打开一扇通往现代无线通信核心技术的大门。平面天线，顾名思义，就是那些能够以平面形式存在的、易于集成到各种电子设备表面的天线。我设想，这本书会首先从基础概念入手，解释平面天线的物理原理，例如电磁波的辐射机制，以及如何通过特定的结构来实现天线的谐振和方向性。接着，我期待它能详细介绍几种主流的平面天线类型，比如纹理清晰的微带贴片天线、灵活多变的缝隙天线，甚至是能够实现宽带工作的螺旋形或对数周期形天线。更重要的是，我希望这本书能深入探讨这些天线在实际无线通信系统中的应用，比如在手机、笔记本电脑、物联网设备中，它们是如何工作的，又面临哪些挑战。书中是否会包含关于天线阵列、MIMO（多输入多输出）系统中的应用，以及如何处理天线之间的互耦问题？这些内容对于理解现代无线通信的复杂性至关重要。

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这本《Planar Antennas for Wireless Communications》的书名，让我立刻联想到当今社会无处不在的无线连接。无论是我们手中的智能手机，还是办公室里的 Wi-Fi 路由器，亦或是广袤的物联网传感器网络，都离不开高效、紧凑的天线。我猜测这本书会深入浅出地讲解平面天线的核心概念，包括其基本结构、电磁辐射特性以及如何实现阻抗匹配等关键技术。我非常期待能够了解到不同类型的平面天线，例如微带贴片天线、偶极子天线、缝隙天线等等，以及它们各自的优势和局限性，以便更好地理解它们在不同无线通信场景下的适用性。书中是否会涉及如何通过改变天线的几何形状、材料特性或者添加辅助结构来优化其性能，比如提升增益、拓宽带宽，或者实现特定的极化方式？此外，考虑到现代无线通信对小型化和集成化的需求，书中应该还会讨论如何将平面天线有效地集成到各种电子设备中，包括PCB板的设计、馈电方式的选择以及电磁兼容性（EMC）等方面的考量。这会是一本非常有价值的参考书。

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当我看到这本《Planar Antennas for Wireless Communications》时，我的脑海中立刻浮现出无数与现代科技紧密相连的画面。想想我们的智能手机、Wi-Fi路由器、蓝牙设备，它们背后都离不开高效可靠的天线技术。而平面天线，凭借其小巧、低剖面、易于制造的特性，无疑是这些小型化、集成化无线设备的首选。我猜想这本书一定深入探讨了平面天线的具体实现，比如，如何利用微带线、共面波导等技术来实现天线的馈电和匹配？不同形状的贴片（圆形、矩形、三角形）会带来怎样的辐射特性差异？再者，为了实现更高的增益或者更宽的带宽，书中是否会介绍一些先进的平面天线设计，例如多层结构、阵列天线、或者借助超材料实现特殊功能的天线？我尤其对如何在高频段（如5G、Wi-Fi 6/6E）设计高性能平面天线感到好奇，因为这些频段对天线的设计和性能提出了更高的要求。这本书应该会为我揭示这些迷人的技术细节，让我对无线通信的微观世界有更深入的理解，也可能激发我未来的研究方向。

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