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雷振亚，李磊，谢拥军 等 著

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• 微波电子
• 微波电路
• 射频电路
• 电路设计
• 电子工程
• 微波技术
• 高频电路
• 阻抗匹配
• 微波器件
• 电路分析

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560621753

版次：1

商品编码：11217587

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-02-01

用纸：胶版纸

页数：352

内容简介

　　《微波电子线路》介绍了微波电子系统的构成，各种微波半导体器件的原理以及各类微波电路的原理和设计。
　　主要内容包括微波混频器、微波频率变换器、微波放大器、微波振荡器、微波控制电路、微波电真空器件以及微波集成电路的基本功能、理论基础、基本电路结构和基本分析设计方法。附录中给出了微波电路的噪声理论、常用微波无源元件简介、微波电路及其PCB设计和世界知名微波电路厂家网站，便于读者在学习中参考。全书内容是微波发射机和接收机前端的核心部分。��
　　《微波电子线路》可作为电子信息工程、通信工程、测控与仪器等微波工程的相关专业教材，也可作为雷达、通信、测控、航空、航天等方面科研人员的参考书。

目录

第1章 绪论
1.1 微波电子线路的特点
1.2 移动通信系统
1.2.1 移动通信体制
1.2.2 分址方式
1.2.3 蜂窝通信
1.2.4 WCDMA射频前端
1.3 多普勒测速雷达

第2章 微波半导体基础
2.1 微波半导体材料
2.2 微波器件的分类
2.3 微波半导体原理
2.3.1 微波半导体的能带模型
2.3.2 半导体的本征激发
2.3.3 掺杂
2.3.4 载流子的运动
2.3.5 PN结
2.3.6 金属与半导体的肖特基接触
2.3.7 金属与半导体的欧姆接触
2.3.8 N型砷化镓（GaAs）半导体
2.3.9 异质结
2.4 微波二极管
2.4.1 肖特基势垒二极管
2.4.2 变容二极管
2.4.3 阶跃恢复二极管
2.4.4 PIN二极管
2.4.5 雪崩二极管
2.4.6 体效应二极管
2.5 微波三极管
2.5.1 双极型晶体管
2.5.2 异质结双极型晶体管
2.5.3 场效应管
2.5.4 SiGeHBT与SiGeMOSFET简介
2.6 世界知名微波半导体产品
2.6.1 微波器件的分类选择
2.6.2 世界知名厂家微波器件简介
习题

第3章 微波混频器
3.1 微波混频器的工作原理
3.1.1 本振激励特性——混频器的大信号参量
3.1.2 非线性电阻的混频原理
3.1.3 混频器等效网络
3.2 微波混频器的小信号传输特性——变频损耗
3.2.1 净变频损耗
3.2.2 混频管寄生参量引起的结损耗
3.2.3 输入、输出端的失配损耗
3.3 混频器的噪声系数及其他电气指标
3.3.1 镜像短路或开路（单通道）混频器的噪声系数
3.3.2 镜像匹配（双通道）混频器的噪声系数
3.3.3 混频器-中放组件的噪声系数
3.3.4 混频器的其他电气指标
3.4 微波混频器电路
3.4.1 单端混频器
3.4.2 平衡混频器
3.4.3 微波双平衡混频器
3.4.4 镜像回收混频器
3.4.5 毫米波混频器
3.5 微波MESFET混频器
3.5.1 栅极混频器
3.5.2 漏极混频器
3.5.3 源极混频器
3.5.4 双栅场效应管混频器
3.6 微波混频器新技术
3.6.1 单边带（SSB）调制器
3.6.2 谐波混频器
3.6.3 使用CAD工具设计混频器
习题

第4章 微波上变频器与倍频器
4.1 非线性电容中的能量关系及其应用
4.1.1 非线性电容的变频效应
4.1.2 非线性电容中的能量关系
4.1.3 门雷-罗威关系式的应用
4.2 变容管上变频器
4.2.1 电荷分析法
4.2.2 等效电路分析法
4.2.3 功率上变频器电路及其设计
4.3 微波晶体管上变频器电路
4.4 变容管倍频器
4.4.1 变容管倍频器的分析
4.4.2 变容管倍频器的设计
4.4.3 变容管倍频器电路
4.5 阶跃恢复二极管倍频器
4.5.1 阶跃管倍频器电路原理及分析
4.5.2 阶跃管倍频器的设计步骤
4.5.3 阶跃管倍频器电路实例
4.6 场效应管倍频器
4.6.1 场效应管倍频器的原理
4.6.2 场效应管倍频器电路
4.7 微波分频器
4.7.1 变容管参量分频器
4.7.2 反馈混频器再生式分频器
4.7.3 注入锁相振荡器分频器
习题

第5章 微波晶体管放大器
5.1 微波晶体管的S参数
5.2 微波晶体管放大器的功率增益
5.2.1 晶体管端接任意负载时的输入、输出阻抗
5.2.2 微波晶体管放大器的输入、输出功率
5.2.3 三种功率增益
5.3 微波晶体管放大器的稳定性
5.3.1 稳定性判别圆
5.3.2 绝对稳定的充要条件
5.4 微波晶体管放大器的噪声系数
5.4.1 有源两端口网络噪声系数的一般表达式
5.4.2 等噪声系数圆
5.5 小信号微波晶体管放大器的设计
5.5.1 微波晶体管放大器基本结构
5.5.2 设计指标和设计步骤
5.5.3 高增益放大器的设计
5.5.4 低噪声放大器的设计
5.5.5 等增益圆设计简介
5.5.6 微波小信号放大器设计实例
5.6 宽带放大器
5.6.1 平衡放大器
5.6.2 补偿匹配放大器
5.6.3 分布式放大器
5.7 微波晶体管功率放大器
5.7.1 微波晶体管功率放大器的指标体系
5.7.2 微波晶体管功率放大器的结构
5.7.3 功率合成的基本概念
习题

第6章 微波振荡器
6.1 微波二极管负阻振荡器电路
6.1.1 负阻振荡器的振荡条件
6.1.2 负阻振荡器电路
6.1.3 固态微波功率合成技术
6.2 微波晶体管振荡器
6.2.1 微波晶体管振荡器的起振分析
6.2.2 微波晶体管介质谐振器振荡器
6.3 微波频率合成器
6.3.1 频率合成器的重要指标
6.3.2 频率合成器的基本原理
习题

第7章 PIN管微波控制电路
7.1 PIN管微波开关
7.1.1 单刀单掷开关
7.1.2 单刀多掷开关
7.1.3 开关时间和功率容量
7.2 PIN管电调衰减器和限幅器
7.2.1 环行器单管电调衰减器
7.2.2 3dB定向耦合器型电调衰减器
7.2.3 吸收型阵列式衰减器
7.2.4 PIN管限幅器
7.3 PIN管数字移相器（调相器）
7.3.1 开关线型移相器
7.3.2 加载线型移相器
7.3.3 定向耦合器型移相器
7.3.4 四位数字移相器
习题

第8章 微波电真空器件
8.1 微波电子管基础
8.1.1 静态控制真空管的工作原理
8.1.2 二极管中的感应电流
8.1.3 电子流与电场的能量交换原理
8.2 速调管放大器
8.2.1 双腔速调管放大器
8.2.2 多腔速调管放大器
8.2.3 速调管放大器的工作特性
8.3 行波管放大器
8.3.1 行波管放大器的结构
8.3.2 行波管放大器的工作原理
8.3.3 行波管放大器的主要特性
8.4 多腔磁控管振荡器
8.4.1 多腔磁控管的结构
8.4.2 电子在直流电磁场中的运动
8.4.3 多腔磁控管振荡器的谐振频率和振荡模式
8.4.4 多腔磁控管振荡器的工作原理
8.4.5 磁控管的工作特性和负载特性
8.4.6 磁控管的调谐
习题

第9章 单片微波集成电路简介
9.1 单片微波集成电路的材料与元件
9.1.1 单片微波集成电路的基片材料
9.1.2 单片微波集成电路的无源元件
9.1.3 单片微波集成电路的有源器件
9.2 MMIC电路的设计特点
9.3 微波集成电路加工工艺简介
9.3.1 微波集成电路工艺流程简介
9.3.2 单片微波集成电路工艺流程简介
9.3.3 微波集成电路新技术简介
9.4 微波及毫米波集成电路应用实例
9.4.1 微波及毫米波集成电路在雷达领域的应用
9.4.2 微波及毫米波集成电路在电子对抗领域的应用
9.4.3 微波及毫米波集成电路在通信领域的应用

附录1 噪声理论
附录2 常用微波无源元件简介
附录3 微波电路及其PCB设计
附录4 世界知名微波电路厂家网站
参考文献

前言/序言

《现代通信系统中的信号处理与集成电路设计》 引言 在这个信息爆炸的时代，通信系统的速度、效率和可靠性已成为衡量一个国家科技实力和经济发展水平的关键指标。从我们手中轻触屏幕就能连接世界的智能手机，到覆盖全球的卫星通信网络，再到实现自动驾驶的汽车和物联网设备，这一切的背后都离不开复杂而精密的信号处理技术以及高度集成化的电路设计。本书旨在深入剖析现代通信系统中信号处理的核心原理，并在此基础上，探讨与之紧密相关的集成电路设计方法与前沿技术，为读者提供一个全面而系统的认识框架。 第一部分：通信系统中的信号处理原理 现代通信系统最根本的任务是将信息从一个点安全、准确、高效地传输到另一个点。这一过程涉及一系列复杂的信号处理环节，每一步都至关重要。 第一章：信息论基础与编码技术 信息理论是通信的基石。我们将从香农的信息论出发，理解信息的度量（比特）、信道容量以及信源编码的基本概念。信源编码的目标是去除信息中的冗余，提高传输效率，例如霍夫曼编码和算术编码。 接着，我们将重点探讨信道编码。由于通信信道不可避免地存在噪声和干扰，信息在传输过程中会发生错误。信道编码就是在信息中加入冗余，使其能够被接收端检测和纠正错误。我们将介绍线性分组码，如汉明码、循环码，以及卷积码等。对于高性能通信系统，纠错能力更强的Turbo码和LDPC码（低密度奇偶校验码）是绕不开的关键技术，我们将深入分析它们的编码和译码原理。 第二章：数字调制解调技术 将数字信息转化为适合在物理信道上传输的模拟信号，或将接收到的模拟信号恢复成数字信息，是数字通信的核心。本章将详细阐述各种数字调制技术，包括： 幅度键控 (ASK)：根据数字信号改变载波信号的幅度。 频率键控 (FSK)：根据数字信号改变载波信号的频率。 相位键控 (PSK)：根据数字信号改变载波信号的相位，包括BPSK、QPSK等。 正交幅度调制 (QAM)：结合了幅度调制和相位调制的优势，能够传输更多信息，是当前4G、5G通信中的主流调制方式。 同时，我们也将分析相应的解调技术，探讨其在不同噪声环境下的性能表现。 第三章：滤波器设计与信号采样 信号在传输和处理过程中往往伴随着噪声，需要通过滤波器来去除不需要的频率成分。本章将介绍不同类型的滤波器，包括： 模拟滤波器：低通、高通、带通、带阻滤波器，以及它们的Butterworth、Chebyshev、Elliptic等设计类型。 数字滤波器：IIR（无限脉冲响应）滤波器和FIR（有限脉冲响应）滤波器。我们将详细讲解它们的结构、设计方法（如窗函数法、频率采样法、Parks-McClellan算法）以及在通信系统中的应用，例如用于基带信号的整形和带通信号的滤波。 信号采样是实现模拟信号数字化的关键步骤。我们将深入理解奈奎斯特-香农采样定理，探讨采样率、量化误差以及抗混叠滤波器的作用。过采样和欠采样的概念及其在特定应用中的优势也将被介绍。 第四章：多址接入技术与频谱效率 在现代通信系统中，允许多个用户共享同一通信资源是提高频谱利用率的关键。本章将详细介绍几种主流的多址接入技术： 频分多址 (FDMA)：将总带宽划分为多个互不重叠的子信道。 时分多址 (TDMA)：将用户接入时间划分为多个时隙。 码分多址 (CDMA)：利用不同的扩频码区分用户。 正交频分复用 (OFDM)：将高速数据流分成多个低速数据流，在多个正交子载波上并行传输，是4G、5G等现代无线通信系统的核心技术。我们将深入分析OFDM的原理、优点以及在抗多径衰落和抑制码间干扰方面的优势。 第五章：现代通信系统中的信道模型与衰落 无线通信信道具有时变和空变的特性，信号在传输过程中会受到多径传播、阴影衰落、瑞利衰落等多种不利因素的影响。本章将介绍： 传播模型：自由空间传播模型、两径模型、Okumura-Hata模型等。 衰落模型：瑞利衰落、Rice衰落、Nakagami衰落等，以及它们在不同环境下的适用性。 信道估计与均衡：为了对抗信道衰落的影响，需要对信道进行估计，并采用均衡技术来补偿信道失真。我们将介绍各种信道估计算法（如最小二乘法、MMSE估计）和均衡器（如线性均衡器、非线性均衡器、MLSE）。 第二部分：集成电路设计在现代通信系统中的应用 随着通信系统功能的日益复杂和对性能要求的不断提高，集成电路（IC）设计在其中扮演着核心角色。本书将重点关注通信系统对IC设计提出的挑战以及相关的设计方法。 第六章：射频前端电路设计 射频（RF）前端是通信系统的“眼睛”和“耳朵”，负责信号的接收和发送。本章将深入探讨： 低噪声放大器 (LNA)：在接收端放大微弱的射频信号，同时保持低噪声系数，以保证接收灵敏度。我们将讨论LNA的噪声系数、增益、线性度等关键指标，以及共源、共栅、Cascode等典型电路结构。 混频器：将射频信号与本地振荡信号混合，实现频率的转换。我们将介绍平衡混频器、Gilbert混频器等，并分析其转换损耗、隔离度、线性度等性能。 功率放大器 (PA)：在发送端放大信号，使其能够有效传播。我们将讨论PA的效率、线性度（ACLPR）、增益等，并介绍Class A, B, AB, C, D, E, F等不同类别的功率放大器以及Doherty、Envelope Tracking等高效率PA技术。 滤波器与匹配网络：在射频前端中，各种滤波器的作用至关重要，用于抑制带外杂散信号。阻抗匹配网络用于最大化信号传输功率，减少反射。 第七章：基带信号处理集成电路设计 基带信号处理单元负责将经过射频前端处理后的信号进行数字化的进一步处理，包括解调、解码、滤波等。本章将重点讨论： 模数转换器 (ADC) 和 数模转换器 (DAC)：ADC将模拟信号转换为数字信号，DAC则将数字信号转换为模拟信号。我们将分析ADC/DAC的采样率、分辨率、量化噪声、非线性度等关键参数，并介绍流水线型、逐次逼逼近型、Sigma-Delta型等ADC结构。 数字信号处理器 (DSP)：DSP是实现高速、并行数字信号处理的核心。我们将介绍DSP的基本架构，包括指令集、流水线、乘累加器（MAC）单元等，以及在通信算法加速中的应用，例如FFT、FIR/IIR滤波器的实现。 专用集成电路 (ASIC) 和 现场可编程门阵列 (FPGA)：针对特定通信功能的ASIC能够提供最优的性能和功耗。FPGA则提供了灵活性，允许在硬件层面重构逻辑，适用于原型开发和快速迭代。本章将讨论这两种方案在通信IC设计中的权衡和应用。 第八章：高速接口与数据转换 现代通信系统，尤其是对数据吞吐量要求极高的场合，需要高速的接口和高效的数据转换器。 SerDes (Serializer/Deserializer)：在点对点的高速通信中，SerDes将并行数据转换为串行数据进行传输，接收端再将串行数据恢复为并行数据。我们将讨论其工作原理、时钟恢复、数据恢复等关键技术。 高性能ADC/DAC：对于高带宽的通信系统，例如软件无线电（SDR），需要极高采样率和分辨率的ADC/DAC，以满足宽频谱覆盖的需求。我们将探讨这些高性能数据转换器在设计上遇到的挑战，如抗混叠、噪声抑制、功耗控制等。 第九章：先进通信系统中的集成电路设计挑战 随着通信技术的飞速发展，对集成电路设计提出了前所未有的挑战。 功耗优化：在移动通信设备和大规模基站中，功耗是至关重要的考量因素。我们将探讨低功耗设计技术，包括电源管理、动态电压频率调整（DVFS）、低功耗电路架构等。 工艺技术与器件模型：CMOS工艺的不断进步，如FinFET、GAAFET等，为集成电路设计带来了新的机遇和挑战。我们将讨论不同工艺节点的特性，以及器件模型在电路仿真中的重要性。 互连线效应：随着集成电路规模的增大和工作频率的升高，互连线的寄生效应（电阻、电容、电感）对电路性能的影响日益显著。我们将介绍解决这些问题的设计策略，如寄生参数提取、信号完整性分析。 系统级设计与验证：现代通信系统极其复杂，需要从系统层面进行整体设计和验证。我们将讨论硬件描述语言（HDL）、仿真工具、硬件加速验证等技术在通信IC设计流程中的应用。 人工智能在通信IC设计中的应用：AI技术正逐渐渗透到IC设计领域，例如在电路参数优化、版图设计、故障诊断等方面，都展现出巨大的潜力。 结论 《现代通信系统中的信号处理与集成电路设计》一书，将带领读者穿越信号处理的理论海洋，抵达集成电路设计的技术前沿。本书内容涵盖了从基础的信息论、编码、调制解调，到高级的OFDM、多址接入、信道模型；从射频前端的LNA、混频器、PA，到基带的ADC/DAC、DSP，再到高速接口和先进的系统级设计挑战。本书力求深入浅出，理论与实践相结合，旨在为通信工程、电子工程、计算机科学等相关领域的学生、研究人员和工程师提供一本极具参考价值的著作，帮助他们理解并掌握现代通信系统设计的精髓，推动通信技术的不断进步。

评分☆☆☆☆☆

在学习过程中，我发现这本书的例子和习题设计得非常贴合实际，能够很好地检验和巩固所学知识。每一章后面都有不同难度的题目，从概念性的问题到需要实际计算的设计题，覆盖面很广。我印象特别深刻的是，其中有一道关于设计一个微波放大器的习题，需要综合运用前面学到的几个章节的知识，经过一番计算和思考，最终得出结果时，那种成就感是难以言喻的。这让我明白，学习微波电子线路不仅仅是死记硬背公式，更重要的是理解其背后的原理，并将其应用于解决实际问题。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这是一本内容详实、讲解深入且图文并茂的优秀教材。作者的语言风格严谨而不失可读性，能够清晰地传达复杂的微波概念。书中涵盖了微波电子线路的方方面面，从基础理论到实际应用，都进行了较为全面的介绍。我尤其赞赏书中对于一些关键概念的阐述，例如微波器件的等效电路模型，以及如何利用这些模型进行电路分析和设计，都给出了非常详细的讲解和实例。这本书不仅适合专业学生学习，对于从事相关领域的工程师来说，也是一本非常有价值的参考书。

评分☆☆☆☆☆

说实话，当初选择这本书，很大程度上是被其严谨的学术风格所吸引。书中对于每一个公式的推导都力求详尽，步骤清晰，逻辑性极强，不会让人觉得“云里雾里”。我尤其欣赏作者在介绍各种微波器件时，不仅仅停留在表面介绍其功能，而是深入剖析了其内在的物理机制和数学模型。例如，在讲解传输线理论时，书中关于阻抗匹配的论述，从史密斯圆图的应用到各种匹配网络的设计，都给出了非常详尽的推导过程和案例分析，让我对阻抗匹配这个在微波工程中至关重要的概念有了深刻的理解，也更有信心去处理实际工程中的匹配问题。

评分☆☆☆☆☆

这本《微波电子线路》的封面设计得非常简洁大气，主色调是沉稳的深蓝色，搭配银色的标题，给人一种专业而又不失科技感的感觉。翻开书，纸张的质感也很好，厚实且不易透墨，阅读体验非常舒适。我尤其喜欢书中大量的插图和图表，它们清晰地展示了各种微波元件的结构和工作原理，配合文字讲解，简直是学习的利器。比如，在讲解波导管的章节，作者就用了好几张精美的三维示意图，让我能够直观地理解电磁波在其中的传播模式，这一点对我这个初学者来说帮助实在太大了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容组织得相当有条理，从基础的电磁场理论过渡到微波电路的基本概念，再逐步深入到各种微波元件和电路的设计与分析。这种循序渐进的方式，让我在学习过程中能够不断巩固和深化理解。我特别喜欢书中在讲解到一些复杂概念时，会穿插一些历史发展的小故事或者实际应用案例，这不仅让内容变得生动有趣，也让我体会到微波技术是如何一步步发展起来的，以及它在现代科技中扮演着怎样的角色。比如，提到微波通信的发展，书中就穿插了关于卫星通信和雷达技术的一些趣闻，读起来让人津津有味。