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出版者:

作者:Bahl, I. J. (EDT)/ Bhartia, Prakash (EDT)

出品人:

頁數:920

译者:

出版時間:2003-4

價格:1928.00元

裝幀:

isbn號碼:9780471207559

叢書系列:

圖書標籤:

• 微波電路
• 固態電路
• 電路設計
• 微波工程
• 射頻電路
• 微電子
• 高頻電路
• 模擬電路
• 電子工程
• 微波器件

射頻電路與微波係統設計：基礎理論與前沿應用 內容簡介 本書旨在為電子工程、通信工程及相關領域的工程師和高級學生提供一套全麵、深入的射頻與微波電路設計理論與實踐指導。全書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從基礎的電磁場理論到復雜集成係統設計的各個方麵，力求在理論深度與工程實用性之間找到完美的平衡。 第一部分：微波電路基礎與傳輸綫理論 本部分是構建後續高級設計的基石，詳細闡述瞭在微波頻率下，傳統電路理論失效的原因以及如何過渡到基於電磁波和分布參數模型的分析方法。 第一章：電磁場基礎與麥剋斯韋方程組的復習 本章首先迴顧瞭靜電學和靜磁學的基本原理，隨後重點探討瞭麥剋斯韋方程組在時變場中的應用。著重分析瞭坡印亭矢量，理解能量的流動方嚮和大小。引入瞭坡印亭定理在射頻功率傳輸分析中的重要性。 第二章：傳輸綫理論的深入剖析 傳輸綫不再被視為理想導綫，而是具有分布電感和電容的結構。本章詳細推導瞭特性的阻抗、傳播常數和輸入阻抗。核心內容聚焦於史密斯圓圖（Smith Chart）的應用，包括如何利用史密斯圓圖進行阻抗匹配、去嵌入（De-embedding）和參數提取。深入講解瞭反射係數、駐波比（VSWR）和迴波損耗（Return Loss）的實際意義。 第三章：S參數：微波網絡分析的基石 與低頻使用的Z、Y參數不同，S參數（散射參數）是處理高頻端口特性的標準工具。本章詳細解釋瞭S參數的物理意義、測量方法，以及如何利用S參數矩陣進行級聯網絡分析、功率增益計算（如插入損耗、增益的平坦度）。討論瞭誤差修正和去嵌技術如何保證S參數測量的準確性。 第二部分：無源射頻/微波元件設計 本部分專注於構建高性能微波係統的基礎模塊——無源器件的設計與實現。 第四章：微波濾波器設計 濾波器是抑製噪聲和雜散信號的關鍵。本章係統介紹瞭巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）、橢圓（Elliptic）等經典原型濾波器的設計流程。重點講解瞭如何將原型函數轉化為實際的集總元件濾波器，並詳細介紹瞭使用L-C串聯諧振腔、耦閤綫、發夾綫（Hairpin）等分布式元件的微帶綫濾波器設計技術，包括耦閤係數的計算和加載效應的修正。 第五章：耦閤綫與功分器/閤路器 耦閤綫結構在功率分配和組閤中至關重要。本章詳細分析瞭90度和180度混閤耦閤器（如Branch-Line和Rat-Race Couplers）的工作原理，推導瞭它們在平衡放大器和隔離器中的應用。講解瞭如何設計多路功分器以實現功率的均勻分配。 第六章：無源匹配網絡設計 成功的高頻設計依賴於阻抗的完美匹配。本章深入探討瞭L型、T型、$pi$型匹配網絡的綜閤設計。利用史密斯圓圖演示瞭如何設計單級和多級匹配網絡以實現最大功率傳輸或最大平坦度（Maximally Flat）的寬帶匹配。特彆關注瞭如何處理非理想元件（如導綫電阻、介質損耗）對匹配性能的影響。 第三部分：有源射頻/微波器件設計 本部分轉嚮對放大器、振蕩器和混頻器的分析與設計，這是現代通信係統的核心組成部分。 第七章：晶體管的射頻等效電路與偏置 詳細分析瞭BJT和FET（特彆是HEMT/pHEMT）在微波頻率下的高頻小信號模型，包括跨導、極點頻率等關鍵參數。重點講解瞭穩定偏置點的選擇，以及如何確保晶體管在工作頻率下保持穩定性和最優的直流工作點。 第八章：射頻功率放大器（PA）設計 功率放大器是無綫發射機的核心。本章全麵介紹A類、AB類、C類以及D類（開關模式）PA的設計。著重講解瞭負載拉綫法（Load-pull technique）在優化功率、效率和失真（IMD）方麵的應用。討論瞭熱效應和綫性化技術（如預失真技術）對PA性能的影響。 第九章：低噪聲放大器（LNA）設計 低噪聲放大器決定瞭接收機的前端性能。本章深入講解瞭噪聲係數（NF）的物理起源，以及如何利用增益/噪聲匹配（Gain/Noise Matching）原則，結閤S參數和噪聲參數，設計齣最優的輸入匹配網絡以實現最小噪聲係數，同時兼顧一定的增益和穩定性。 第十章：振蕩器與頻率閤成 振蕩器是産生載波信號的關鍵。本章分析瞭振蕩器的基本條件（Barkhausen準則）。詳細講解瞭諧振腔振蕩器（如Colpitts、Clapp）和小信號晶體管振蕩器的設計。隨後，重點介紹瞭鎖相環（PLL）的工作原理、環路濾波器設計，以及如何利用壓控振蕩器（VCO）實現高精度頻率閤成。 第四部分：集成與係統級考量 本部分將理論應用於實際的集成電路（IC）環境，並探討瞭係統級的性能指標。 第十一章：微波集成電路（MIC）技術 討論瞭半導體襯底材料的選擇（如GaAs, SiGe, GaN）及其對器件性能的影響。深入講解瞭微波集成電路的製造工藝，包括薄膜技術、鍵閤技術（Bonding）和封裝技術。特彆關注瞭互連綫電感、過孔效應和封裝寄生參數對電路性能的劣化作用。 第十二章：電磁兼容性（EMC）與版圖實踐 在微波頻率下，版圖即是電路的一部分。本章強調瞭電磁兼容性設計的重要性。討論瞭接地平麵設計、屏蔽技術、串擾（Crosstalk）的抑製方法。詳細介紹瞭如何處理電源/地噪聲、優化走綫寬度、間距，以及使用電磁（EM）仿真工具對耦閤、輻射和寄生效應進行精確驗證。 附錄：常用半導體器件數據錶解讀與仿真工具應用 附錄提供瞭一係列實際射頻晶體管關鍵參數的含義解析，以及使用主流EDA工具（如Keysight ADS, Cadence Spectre RF）進行仿真、優化和後仿的實用技巧和流程指南。 目標讀者 本書適閤作為高等院校微波工程、射頻電路、通信係統等專業的研究生教材或高年級本科生課程參考書。同時，它也是射頻/微波IC設計工程師、通信係統架構師和射頻測試工程師在職業發展中不可或缺的工具書。通過係統學習，讀者將能夠獨立完成高性能射頻前端模塊的理論分析、設計綜閤與實際實現。

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在我對《Microwave Solid State Circuit Design》的初步印象中，這本書似乎是一本旨在培養讀者“直覺”與“嚴謹”並存的微波固態電路設計能力的書籍。我猜測，它會巧妙地融閤理論分析與實際應用，通過深入淺齣的講解，讓讀者不僅理解公式背後的含義，更能體會到這些公式在實際電路設計中的指導作用。或許，書中會提供一套係統性的設計流程，從初步的係統框圖到最終的電路闆布局，每一個環節都會有詳細的指導和建議。我尤其期待在非綫性電路設計的部分，例如功率放大器的綫性化技術，或者混頻器中如何提高變換效率，這些都是微波固態電路設計中的關鍵挑戰。這本書給我的感覺是，它能夠幫助讀者建立起一套完整的微波固態電路設計方法論，使其在麵對復雜的工程問題時，能夠係統地分析，有條不紊地解決，從而設計齣更優、更可靠的微波固態電路。

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在我看來，《Microwave Solid State Circuit Design》這本書仿佛是一扇通往微波固態電路設計“藝術”的大門，它不僅僅是關於技術，更是關於一種創造性的思維方式。我推測，這本書的作者一定是一位在行業內有著豐富實踐經驗的專傢，他會從工程師的視角齣發，分享那些在教科書上難以找到的“獨門秘籍”。我期待書中能夠提供大量的實際案例分析，展示如何從零開始設計一個高性能的微波固態電路，例如如何根據係統需求選擇閤適的器件，如何進行阻抗匹配網絡的迭代優化，以及如何處理實際製造中的各種難題。或許，書中還會探討一些前沿的設計理念和技術趨勢，比如針對低功耗、高集成度的微波電路設計，或者在射頻前端設計中如何運用人工智能輔助設計。這本書給我的感覺是，它不僅僅是在傳授知識，更是在傳遞一種解決問題的思維模式和工程直覺，讓讀者能夠在真實世界的設計挑戰中，遊刃有餘，不斷創新。

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當我拿起《Microwave Solid State Circuit Design》這本書時，我立刻被其厚重的學術氣息所吸引。我猜測它是一本在理論層麵非常嚴謹的著作，可能更側重於微波固態電路設計背後的數學原理和物理機製。我猜想，書中會詳細闡述電磁場理論在微波電路分析中的應用，例如如何利用麥剋斯韋方程組來理解微波信號的傳播和耦閤，以及如何進行 S-參數的推導和解釋。我特彆好奇它會如何處理微波固態電路的噪聲模型，比如巴特利特公式、噪聲係數的定義和計算，以及如何在設計中最小化噪聲的影響。對於振蕩器設計，我也充滿瞭期待，這本書是否會深入講解不同類型的微波振蕩器（如壓控振蕩器、鎖相環振蕩器）的設計原理，包括起振條件、頻率穩定度和相位噪聲分析？我傾嚮於認為，這本書會提供大量的公式推導和理論證明，為讀者打下堅實的理論基礎，使其能夠深刻理解微波固態電路設計的“為什麼”，而不僅僅是“怎麼做”。這對於那些希望在理論研究方麵有深入探索的讀者來說，無疑是一筆寶貴的財富。

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這本《Microwave Solid State Circuit Design》在我看來，更像是一本為那些已經具備一定電子工程基礎，但希望在微波固態電路領域深耕的工程師量身打造的“實戰手冊”。我設想，它不會花費太多篇幅去講解基礎的半導體物理知識，而是會直接切入微波頻率下半導體器件的行為模式。例如，在設計高速晶體管電路時，寄生效應（如寄生電容、電感）的影響變得尤為顯著，這本書很可能提供瞭詳細的建模方法和補償技巧，幫助讀者在微波頻率下依然能實現最優的電路性能。我特彆期待書中能夠深入講解功率放大器的設計，這通常是微波電路設計中最具挑戰性的部分之一，涉及到器件的非綫性特性、熱效應、阻抗匹配網絡的設計以及效率優化等。此外，考慮到固態器件在微波頻率下的損耗問題，書中或許會重點介紹如何選擇閤適的器件材料和結構，以及如何設計低損耗的傳輸綫和連接件。這本書的吸引力在於，它承諾將理論知識轉化為解決實際工程問題的能力，讓讀者在麵對復雜的微波固態電路設計任務時，能夠胸有成竹，找到行之有效的解決方案，甚至能夠觸類旁通，解決一些未曾預料到的工程難題。

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作為一個剛剛涉足微波固態電路設計領域的新手，我懷揣著學習的熱情，卻被市麵上琳琅滿目的專業書籍弄得有些眼花繚亂。在一位經驗豐富的同行推薦下，我接觸到瞭這本《Microwave Solid State Circuit Design》。雖然我還沒能深入閱讀到它的具體內容，但僅從其嚴謹的排版、清晰的章節劃分以及作者在行業內享有的聲譽來看，我就對其充滿瞭期待。我猜測這本書一定會以一種循序漸進的方式，引導我理解微波固態電路設計的基礎理論，比如不同晶體管（MOSFET、MESFET、HEMT等）在微波頻率下的特性、損耗機理、以及如何進行匹配等。我想象中，它會詳細闡述 S 參數、Y 參數、Z 參數等描述器件和電路特性的關鍵工具，並教會我如何運用這些參數來分析和設計放大器、振蕩器、混頻器等核心微波電路模塊。考慮到微波電路設計對精度和穩定性的極高要求，我預感書中也會涉及噪聲分析、穩定性分析等至關重要的部分，幫助我避免設計中的陷阱，確保電路的可靠運行。這本書給我最直觀的感受是，它似乎是一本能夠從原理到實踐，全麵覆蓋微波固態電路設計各個層麵的“百科全書”，有望成為我學習道路上不可或缺的得力助手。

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