射频电路理论与设计PDF电子书下载

第1章 引言 1

1.1射频概念 1

1.1.1频谱划分 1

1.1.2射频和微波 2

1.1.3射频通信系统的工作频率 3

1.1.4射频的基本特性 3

1.2射频电路的特点 4

1.2.1频率与波长 4

1.2.2低频电路理论是射频电路理论的特例 5

1.2.3射频电路的分布参数 6

1.2.4射频电路的集肤效应 7

1.3射频系统 8

1.3.1射频系统举例 9

1.3.2收发信机 9

1.3.3 ADS射频仿真设计 11

1.4本书安排 12

本章小结 13

思考题和练习题 14

第2章 传输线理论 15

2.1传输线结构 15

2.1.1传输线的构成 15

2.1.2几种常用的TEM传输线 16

2.2传输线等效电路表示法 18

2.2.1长线 18

2.2.2传输线的分布参数 19

2.2.3传输线的等效电路 20

2.3传输线方程及其解 20

2.3.1均匀传输线方程 20

2.3.2均匀传输线方程的解 21

2.3.3行波 22

2.3.4传输线的二种边界条件 23

2.4传输线的基本特性参数 24

2.4.1特性阻抗 25

2.4.2反射系数 26

2.4.3输入阻抗 29

2.4.4传播常数 30

2.4.5传输功率 32

2.5均匀无耗传输线工作状态分析 33

2.5.1行波工作状态 33

2.5.2驻波工作状态 34

2.5.3行驻波工作状态 39

2.5.4 λ/4阻抗变换器 41

2.6信号源的功率输出和有载传输线 43

2.6.1包含信号源与终端负载的传输线 43

2.6.2传输线的功率 44

2.6.3信号源的共轭匹配 45

2.6.4回波损耗和插入损耗 46

2.7微带线 46

2.7.1微带线的有效介电常数和特性阻抗 46

2.7.2微带线的传输特性 50

2.7.3微带线的损耗与衰减 50

本章小结 51

思考题和练习题 53

第3章 史密斯圆图 55

3.1复平面上反射系数的表示方法 55

3.1.1反射系数复平面 55

3.1.2等反射系数圆和电刻度圆 57

3.2史密斯阻抗圆图 58

3.2.1归一化阻抗 58

3.2.2等电阻圆和等电抗圆 59

3.2.3史密斯阻抗圆图 60

3.2.4史密斯阻抗圆图的应用 62

3.3史密斯导纳圆图 68

3.3.1归一化导纳 68

3.3.2史密斯导纳圆图 70

3.3.3史密斯阻抗-导纳圆图 71

3.4史密斯圆图在集总参数元件电路中的应用 72

3.4.1含串联集总参数元件时电路的输入阻抗 73

3.4.2含并联集总参数元件时电路的输入导纳 73

3.4.3含一个集总电抗元件时电路的输入阻抗 74

3.4.4含多个集总电抗元件时电路的输入阻抗 76

本章小结 77

思考题和练习题 78

第4章 射频网络基础 80

4.1二端口低频网络参量 80

4.1.1 阻抗参量 81

4.1.2导纳参量 82

4.1.3 混合参量 84

4.1.4转移参量 85

4.2二端口射频网络参量 89

4.2.1散射参量 89

4.2.2传输参量 94

4.3二端口网络的参量特性 94

4.3.1互易网络 94

4.3.2对称网络 95

4.3.3无耗网络 96

4.4二端口网络的参量互换 97

4.4.1网络参量[Z]、[Y]、[h]、[ABCD]之间的相互转换 97

4.4.2网络参量[S]和[T]之间的相互转换 98

4.4.3网络参量[Z]、[Y]、[h]、[ABCD]与[S]之间的相互转换 99

4.5多端口网络的散射参量 100

4.5.1多端口网络散射参量的定义 100

4.5.2常见的多端口射频网络 101

4.6信号流图 104

4.6.1信号流图的构成 104

4.6.2信号流图的化简规则 106

本章小结 109

思考题和练习题 109

第5章 谐振电路 111

5.1串联谐振电路 111

5.1.1谐振频率 111

5.1.2品质因数 112

5.1.3输入阻抗 112

5.1.4带宽 113

5.1.5有载品质因数 114

5.2并联谐振电路 115

5.2.1谐振频率 115

5.2.2品质因数 116

5.2.3输入导纳 116

5.2.4带宽 117

5.2.5有载品质因数 117

5.3传输线谐振器 119

5.3.1终端短路λ/2传输线 120

5.3.2终端短路λ/4传输线 121

5.3.3终端开路λ/2传输线 121

5.3.4终端开路λ/4传输线 122

5.4介质谐振器 124

本章小结 126

思考题和练习题 127

第6章 匹配网络 129

6.1匹配网络的目的及选择方法 129

6.2集总参数元件电路的匹配网络设计 130

6.2.1传输线与负载间L形匹配网络 130

6.2.2信源与负载间L形共轭匹配网络 134

6.2.3 L形匹配网络的带宽 137

6.2.4 T形匹配网络和π形匹配网络 140

6.3分布参数元件电路的匹配网络设计 142

6.3.1负载与传输线的阻抗匹配 142

6.3.2信源与负载的共轭匹配 146

6.4混合参数元件电路的匹配网络设计 149

本章小结 150

思考题和练习题 151

第7章 滤波器的设计 153

7.1滤波器的类型 153

7.2用插入损耗法设计低通滤波器原型 154

7.2.1巴特沃斯低通滤波器原型 154

7.2.2切比雪夫低通滤波器原型 158

7.2.3椭圆函数低通滤波器原型 160

7.2.4线性相位低通滤波器原型 161

7.3滤波器的变换 162

7.3.1阻抗变换 162

7.3.2频率变换 162

7.4短截线滤波器 168

7.4.1理查德变换 168

7.4.2科洛达规则 169

7.4.3低通滤波器设计举例 171

7.4.4带阻滤波器设计举例 173

7.5阶梯阻抗低通滤波器 175

7.5.1短传输线段的近似等效电路 176

7.5.2滤波器设计举例 177

7.6平行耦合微带线滤波器 178

7.6.1奇模和偶模 179

7.6.2平行耦合微带线的滤波特性 180

7.6.3带通滤波器设计举例 183

本章小结 185

思考题和练习题 186

第8章 放大器的稳定性、增益和噪声 188

8.1放大器的稳定性 188

8.1.1稳定准则 188

8.1.2稳定性判别的图解法 189

8.1.3绝对稳定判别的解析法 194

8.1.4放大器稳定措施 196

8.2放大器的增益 198

8.2.1功率增益的定义和计算公式 198

8.2.2最大功率增益 204

8.2.3晶体管单向情况 204

8.2.4晶体管双向情况 209

8.3输入输出电压驻波比 212

8.3.1失配因子 212

8.3.2输入、输出驻波分析 212

8.4放大器的噪声 214

8.4.1等效噪声温度和噪声系数 214

8.4.2级连网络的等效噪声温度和噪声系数 216

8.4.3等噪声系数圆 218

本章小结 220

思考题和练习题 221

第9章 放大器的设计 225

9.1放大器的工作状态和分类 225

9.1.1基于静态工作点的放大器分类 225

9.1.2基于信号大小的放大器分类 226

9.2放大器的偏置网络 227

9.2.1偏置电路与射频电路之间的连接 227

9.2.2偏置电路的设计 227

9.3小信号放大器的设计 228

9.3.1小信号放大器的设计步骤 228

9.3.2最大增益放大器的设计 229

9.3.3固定增益放大器的设计 233

9.3.4最小噪声放大器的设计 241

9.3.5低噪声放大器的设计 243

9.3.6宽带放大器的设计 247

9.4功率放大器的设计 252

9.4.1 A类放大器的设计 252

9.4.2交调失真 256

9.5多级放大器的设计 258

本章小结 260

习题 261

第10章 振荡器的设计 263

10.1振荡电路的形成 263

10.1.1振荡器的基本模型 263

10.1.2振荡器的有源器件 264

10.1.3振荡器与放大器的比较 264

10.2微波振荡器 265

10.2.1振荡条件 265

10.2.2晶体管振荡器 268

10.2.3二极管振荡器 272

10.2.4介质谐振器振荡器 272

10.2.5压控振荡器 276

10.3振荡电路的一般分析 277

10.3.1晶体管振荡器的一般电路 277

10.3.2考毕兹（Colpitts）振荡器 278

10.3.3哈特莱（Hartley）振荡器 281

10.3.4皮尔斯（Pierce）晶体振荡器 282

10.4振荡器的技术指标 283

本章小结 285

思考题和练习题 287

第11章 混频器和检波器的设计 289

11.1混频器 289

11.1.1混频器的特性 289

11.1.2混频器的种类 291

11.1.3混频器主要技术指标 293

11.1.4单端二极管混频器 295

11.1.5单平衡混频器 299

11.2检波器 301

11.2.1整流器与检波器 301

11.2.2二极管检波器 302

11.2.3检波器的灵敏度 305

本章小结 308

思考题和练习题 309

第12章ADS射频电路仿真设计简介 310

12.1美国安捷伦（Agilent）公司与ADS软件 310

12.2 ADS的设计功能 312

12.3 ADS的仿真功能 317

12.4 ADS的4种主要工作视窗 322

12.4.1主视窗 322

12.4.2原理图视窗 323

12.4.3数据显示视窗 324

12.4.4版图视窗 325

本章小结 326

思考题和练习题 327

附录A国际单位制（SI）词头 328

附录B电学、磁学和光学的量和单位 329

附录C某些材料的电导率 330

附录D某些材料的相对介电常数和损耗角正切 331

附录E常用同轴射频电缆特性参数 332

思考题和练习题答案 333

参考文献 347