RF and Microwave Circuits, Measurements, and Modeling pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Golio, Mike (EDT)/ Golio, Janet (EDT)

出品人:

页数:776

译者:

出版时间:2007-12

价格:$ 142.32

装帧:

isbn号码:9780849372186

丛书系列:

图书标签:

射频电路
微波电路
电路测量
建模
射频设计
微波设计
高频电路
电路分析
电磁场
电子工程

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具体描述

Highlighting the challenges RF and microwave circuit designers face in their day-to-day tasks, "RF and Microwave Circuits, Measurements, and Modeling" explores RF and microwave circuit designs in terms of performance and critical design specifications. The book discusses transmitters and receivers first in terms of functional circuit block, then examines each block individually. Separate articles consider fundamental amplifier issues, low noise amplifiers, power amplifiers for handset applications and high power, power amplifiers. Additional chapters cover other circuit functions including oscillators, mixers, modulators, phase locked loops, filters and multiplexers. New chapters discuss high-power PAs, bit error rate testing, and nonlinear modeling of heterojunction bipolar transistors, while other chapters feature new and updated material that reflects recent progress in such areas as high-volume testing, transmitters and receivers, and CAD tools.The unique behavior and requirements associated with RF and microwave systems establishes a need for unique and complex models and simulation tools. The required toolset for a microwave circuit designer includes unique device models, both 2D and 3D electromagnetic simulators, as well as frequency domain based small signal and large signal circuit and system simulators. This unique suite of tools requires a design procedure that is also distinctive. This book examines not only the distinct design tools of the microwave circuit designer, but also the design procedures that must be followed to use them effectively.

射频与微波领域的新兴趋势与前沿应用本书旨在深入探讨射频（RF）与微波领域当前的热点技术、新兴设计范式以及其在未来通信、雷达、传感系统中的关键作用。不同于传统侧重于基础器件和电路理论的教材，本书聚焦于面向特定应用场景的系统级设计挑战与创新解决方案。第一部分：毫米波与太赫兹通信系统本部分着重于当前最受关注的超高频段——毫米波（mmWave，30 GHz至300 GHz）和太赫兹（THz，0.1 THz至10 THz）技术。随着5G乃至6G网络对频谱资源需求的爆炸性增长，如何有效地利用这些高频段成为了核心议题。 1.1 毫米波前端的集成与挑战详细分析了集成电路（IC）工艺，特别是硅基CMOS、SiGe BiCMOS以及更先进的InP HEMT技术在毫米波收发机设计中的应用。重点讨论了功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）在保持高效率和高线性度的同时，如何应对严重的传输线损耗和封装效应。内容涵盖先进的去嵌入、端口校准技术，以实现片上（On-chip）与片外（Off-chip）的无缝集成。此外，将深入剖析大规模MIMO（Massive MIMO）和波束赋形（Beamforming）在毫米波频段的物理实现，包括相控阵列的设计准则、馈电网络（Power Distribution Networks, PDN）的优化，以及如何通过数字预失真（DPD）技术补偿非线性失真。 1.2 太赫兹波段的传播特性与器件瓶颈太赫兹频段拥有极大的带宽潜力，但同时也面临着信号穿透力弱、大气吸收严重等挑战。本章将基于电磁波在非均匀介质中的传播理论，建立精确的信道模型，特别关注户外和室内环境下的路径损耗、多径效应和穿透损耗。在器件层面，重点探讨超宽带（UWB）源和探测器的最新进展，包括利用集成光子学方法（如光泵太赫兹源）和高速电子学（如雪崩二极管振荡器）来突破现有电子学器件的带宽限制。第二部分：先进射频前端的材料与封装技术现代射频性能的提升越来越依赖于材料科学和先进封装技术的进步。本部分将跳出传统的PCB设计范畴，探讨对系统性能具有决定性影响的基板和封装结构。 2.1 异质集成与系统级封装（SiP）详细介绍将不同材料（如GaAs、GaN、Si）和不同功能模块（如RFIC、滤波器、天线）集成到一个紧凑封装内的关键技术。探讨了超薄晶圆键合（Ultra-thin Wafer Bonding）、混合键合（Hybrid Bonding）等三维（3D）集成技术如何解决高密度互连和热管理难题。特别关注高Q值无源器件（电感、电容）在嵌入式结构中的实现，以及其对系统噪声系数和功耗的影响。 2.2 宽禁带半导体（WBG）在功率放大器中的应用深入分析氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）器件在需要高功率密度和高效率的雷达和基站应用中的优势。内容覆盖GaN HEMT的击穿机制、热阻抗的建模与降低策略。重点阐述了宽带匹配网络的设计，以确保在高频和宽工作带宽内保持一致的功率输出和良好的热稳定性。分析了基于GaN技术的脉冲功率放大器设计，用于满足先进的雷达系统对高占空比和高线性度的要求。第三部分：面向特定应用的射频与微波设计范式本部分将探讨如何根据具体的应用需求（如高精度测量、低功耗物联网、高分辨率成像）来定制射频和微波解决方案。 3.1 低功耗与能量采集（Energy Harvesting）设计针对物联网（IoT）和可穿戴设备，阐述超低功耗射频电路的设计哲学。这包括亚阈值偏置电路（Subthreshold Biasing）、脉冲调制技术和先进的电源管理单元（PMU）。重点分析了射频能量采集电路的效率优化，特别是如何设计匹配网络以适应环境能量源的阻抗变化，并最大化从环境RF信号中获取能量的比例。 3.2 嵌入式天线与电磁兼容性（EMC）探讨天线不再是独立组件，而是作为系统有机组成部分的趋势。分析了多种嵌入式天线结构，如PIFA、缝隙天线、以及集成在封装或基板中的走线天线的设计与优化。同时，深入研究了在复杂的射频系统中如何进行电磁兼容性（EMC）设计，包括串扰抑制、屏蔽设计以及瞬态信号对敏感电路的影响分析。 3.3 频率合成与噪声管理高精度频率源是所有现代通信和雷达系统的基石。本章将详细分析锁相环（PLL）的设计，特别是如何在高频应用中平衡相位噪声、锁定时间与功耗。对比了基于压控振荡器（VCO）和数字锁相环（DPLL）的技术路线，并提出了降低环路滤波器中无源器件寄生效应以改善纯净度的先进方法。同时，对系统级的噪声传递和累积效应进行量化分析。第四部分：新兴的电磁计算与人工智能辅助设计本部分展望了下一代射频与微波设计工具和方法论，强调计算电磁学（CEM）和机器学习（ML）在加速设计周期中的作用。 4.1 复杂电磁场的快速仿真技术评述了有限元法（FEM）、时域有限差分法（FDTD）和矩量法（MoM）在射频和微波结构分析中的适用性与局限性。重点讨论了混合方法（Hybrid Methods）的应用，例如将MoM应用于贴片结构，而将FDTD用于分析介质填充区域，以提高大型、多尺度结构的仿真效率。介绍了基于GPU加速的并行计算技术在处理大规模矩阵求逆和迭代求解中的优势。 4.2 机器学习在射频电路优化中的应用探讨如何利用深度学习模型替代耗时的物理仿真过程，实现快速的设计空间探索。内容涵盖基于神经网络的器件模型替代（Surrogate Modeling），用于加速对复杂非线性电路（如PA或混频器）的瞬态和稳态分析。此外，还将展示如何利用强化学习（RL）算法来自动优化匹配网络或天线阻抗，以适应动态变化的运行环境。本书为射频与微波工程师、系统架构师以及高级研究人员提供了一个关于当前技术前沿和未来发展方向的全面视角，侧重于从系统需求到实际物理实现的跨学科知识整合。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的排版和印刷质量着实令人赞叹，那种厚重而扎实的纸张手感，配合清晰锐利的插图和公式排布，让人在阅读过程中心情愉悦。尤其是那些复杂的电路图和仿真结果的截图，细节处理得非常到位，即便是初次接触这些高频元件的人，也能通过图示快速抓住要点。不过，说实话，对于我这种需要经常查阅特定公式和设计规范的工程师来说，索引和章节的组织结构稍显跳跃，如果能有一个更系统化的工具箱式的章节，专门收录常用的S参数转换、阻抗匹配公式的推导过程和实际应用案例，那就更完美了。目前来看，它更像是一本优秀的教科书，旨在提供全面的理论基础和实验指导，而不是一本快速参考手册，这使得它在实际工程项目紧迫时，查找效率略有不足。

评分☆☆☆☆☆

从实验操作的角度来看，这本书提供了大量非常实用的测量技巧和误差分析方法。作者似乎非常清楚实验室中经常会遇到的陷阱，比如探头引入的寄生效应、矢量网络分析仪（VNA）的校准步骤陷阱，以及如何有效区分设备本身引入的误差和被测件（DUT）的真实特性。这些经验性的指导，对于学生完成毕业设计或者初级射频工程师进行设备调试时，价值连城。但有趣的是，尽管它详细描述了如何“测量”，对于如何“设计”一个满足特定指标的电路，比如一个八阶巴特沃斯滤波器，其设计流程的描述相对简略，更多的是依赖于读者自行应用前面学到的理论去“反推”和“优化”。我期待能看到更多从零开始的、带有完整设计迭代过程的案例分析，而不只是对结果的展示。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书在连接理论模型与实际建模工具方面做得非常出色。它不仅讲解了什么是Smith圆图，更细致地展示了如何将这些抽象的数学模型映射到现代仿真软件（比如ADS或HFSS）的参数设置中去。特别是关于非线性建模和电磁仿真网格划分策略的讨论，展示了作者紧跟时代脉搏的洞察力。然而，我个人更偏爱那些能提供“现成”软件脚本或代码片段的教材。这本书虽然提供了详细的理论基础，使得我们能够自己编写程序来验证，但如果能在关键的建模部分直接嵌入一些基础的MATLAB或Python示例代码，帮助读者快速搭建第一个仿真环境，那无疑会大大降低初学者的门槛。它在“告诉你原理”和“教你操作软件”之间，坚定地站队了前者，这使得实践的转化需要读者自己多做一步“翻译”工作。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个周末沉浸在这本巨著之中，最大的感受是作者在理论深度上的挖掘令人佩服。他对传输线理论、电磁场耦合效应以及非线性器件在高频下的行为描述，简直可以用“庖丁解牛”来形容。特别是关于微波半导体器件噪声参数建模的那几章，作者引入了一些非常前沿的分析方法，远超出了我之前接触的任何教材范畴。然而，这种深度也带来了一个问题：对于一个有着扎实电子学基础但对射频微波领域探索不深的读者，前期的理论铺垫显得有些陡峭。我几次不得不暂停阅读，去翻阅其他更基础的电磁学书籍来巩固背景知识，这无疑打断了阅读的流畅性。如果能增加一些针对“跨界”读者的循序渐进的引导，或者在关键的数学推导前加入更直观的物理意义解释，体验会更好。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格有一种老派学者的严谨和一丝不苟，这在保证准确性的同时，也带来了一种不易亲近的感觉。句子结构复杂，逻辑推导链条极长，要求读者必须全神贯注，否则极易在某个细节处跟丢作者的思路。对于需要快速吸收知识或者偏好轻快叙事的读者来说，这会是一个挑战。我发现自己经常需要大声朗读某些复杂的段落，试图通过听觉来辅助理解其内在的层次结构。它更像是在与一位博学的导师进行一对一的深度对话，而不是轻松的阅读。虽然它毋庸置疑地是权威的，但坦率地说，阅读它更像是一项需要毅力的“脑力训练”，而非休闲。

评分☆☆☆☆☆