Radio frequency and microwave electronics illustrated

《射频与微波电子学》

第一部分 基 础 知 识

第1章 科学和工程学的基本概念 2

1.1 引言 2

1.2 知识和科学的定义 2

1.3 科学的结构 3

1.4 科学的基本内容 3

1.5 基本内容的共性和相关性 7

1.6 数学的作用 16

1.7 物理科学：分类和定义 18

1.8 小结和结论 19

符号/缩略语表 19

习题 20

参考文献 20

第2章 电学和电子工程学中的基本概念 21

2.1 引言 21

2.2 能量 21

2.3 物质 24

2.4 物理学中的隐含概念 24

2.5 电子学领域 26

.2.6 基本电量及其定义 27

2.7 能量守恒原理 32

2.8 麦克斯韦方程组 32

2.9 单位制 34

符号/缩略语表 36

习题 37

参考文献 37

第3章 电路学数学基础 38

3.1 引言 38

3.2 相量变换 38

3.3 相量逆变换 39

3.4 采用相量的原因 39

3.5 低频电能概念 40

3.6 基本电路元件 40

3.7 串联和并联的概念 43

3.8 阻抗概念 43

3.9 低频电子定律 44

3.10 基本电路理论 46

3.11 米勒定理 50

3.12 正弦稳态条件下的功率计算 52

3.13 分贝 55

符号/缩略语表 57

习题 58

参考文献 59

第4章 直流和低频电路的概念 60

4.1 引言 60

4.2 二极管 60

4.3 晶体管 67

4.4 双极结型晶体管 67

4.5 场效应晶体管 78

4.6 交流小信号分析方法 86

4.7 小结 87

符号/缩略语表 87

习题 88

参考文献 90

第二部分 波在网络中的传输

第5章 射频和微波的基本概念与应用 92

5.1 引言 92

5.2 采用射频/微波的原因 93

5.3 射频/微波的应用 94

5.4 射频波 96

5.5 射频/微波电路设计 97

5.6 不变的基本原理应万变的新型结构 101

5.7 有源电路的基本方框图 103

5.8 小结 105

符号/缩略语表 106

习题 106

参考文献 106

第6章 射频电子学的概念 107

6.1 引言 107

6.2 射频/微波信号与直流及低频交流信号的比较 107

6.3 电磁波频谱 109

6.4 波长和频率 109

6.5 基本元器件介绍 110

6.6 谐振电路 116

6.7 频域中简单电路的分析 118

6.8 阻抗变换器 124

6.9 射频电路的阻抗匹配 126

6.10 三单元匹配网络 131

符号/缩略语表 132

习题 132

参考文献 133

第7章 波传播中的基本概念 134

7.1 引言 134

7.2 能量的性质 134

7.3 波的定义 136

7.4 行波的数学形式 137

7.5 波的性质 139

7.6 传输媒介 140

7.7 微带线 153

符号/缩略语表 159

习题 159

参考文献 160

第8章 二端口射频/微波网络的电路表示 161

8.1 引言 161

8.2 低频参量 161

8.3 高频参量 163

8.4 s参量的描述 164

8.5 s参量的特性 166

8.6 参考面的平移 170

8.7 传输矩阵 171

8.8 广义散射参数 172

8.9 信号流程图 173

8.10 小结 179

符号/缩略语表 179

习题 179

参考文献 180

第三部分 无源电路的设计

第9章 smith圆图 182

9.1 引言 182

9.2 smith圆图 182

9.3 smith圆图的构成 182

9.4 两种smith圆图的描述 184

9.5 smith圆图的周向刻度 187

9.6 smith圆图的径向刻度 187

9.7 归一化阻抗-导纳（zy）smith圆图 190

符号/缩略语表 191

习题 191

参考文献 191

第10章 smith圆图的应用 193

10.1 引言 193

10.2 分布参数电路应用 193

10.3 集总参数元件电路的应用 207

10.4 福斯特电抗理论 213

符号/缩略语表 216

习题 216

参考文献 218

第11章 匹配网络的设计 219

11.1 前言 219

11.2 阻抗匹配的定义 219

11.3 匹配网络的选择 219

11.4 匹配网络的目的 220

11.5 集总参数元件电路的匹配网络设计 222

11.6 分布参数电路匹配网络的设计 227

符号/缩略语表 236

习题 237

参考文献 238

第四部分 有源网络中的基本考虑

第12章 有源网络的稳定性 240

12.1 引言 240

12.2 稳定准则 241

12.3 稳定准则的图解法 242

12.4 稳定准则的解析法 244

12.5 潜在不稳定情形 246

符号/缩略语表 248

习题 248

参考文献 250

第13章 放大器的增益 251

13.1 引言 251

13.2 功率增益的概念 251

13.3 特例：单向晶体管 252

13.4 失配因子 253

13.5 输入、输出电压驻波比 254

13.6 最大增益设计 256

13.7 单向情况（最大增益） 256

13.8 等增益电路（单向情况） 257

13.9 单向优质指数 259

13.10 双向情况 261

13.11 小结 262

符号/缩略语表 262

习题 262

参考文献 264

第14章 有源网络的噪声 265

14.1 引言 265

14.2 噪声的重要性 265

14.3 噪声的定义 265

14.4 噪声源 266

14.5 热噪声的分析 266

14.6 有噪电阻的噪声模型 267

14.7 等效噪声温度 268

14.8 噪声系数的定义 270

14.9 级联网络的噪声系数 272

14.10 等噪声系数圆 275

符号/缩略语表 277

习题 277

参考文献 280

第五部分 有源网络：线性与非线性设计

第15章 射频/微波放大器i：小信号设计 282

15.1 引言 282

15.2 放大器的分类 282

15.3 小信号放大器 283

15.4 不同类型放大器的设计 285

15.5 多级小信号放大器的设计 300

符号/缩略语表 303

习题 303

参考文献 306

第16章 射频/微波放大器ii：大信号设计 307

16.1 引言 307

16.2 大功率放大器 307

16.3 大信号放大器的设计 308

16.4 微波功率的合成与分配技术 314

16.5 互调分量产生的信号失真 321

16.6 多级大信号放大器的设计 323

符号/缩略语表 327

习题 328

参考文献 329

第17章 射频/微波振荡器的设计 331

17.1 引言 331

17.2 振荡器与放大器设计的比较 331

17.3 振荡条件 332

17.4 晶体管振荡器的设计 336

17.5 发生器调谐网络 339

符号/缩略语表 344

习题 345

参考文献 345

第18章 射频/微波频率转换器i：整流器和检波器设计 347

18.1 引言 347

18.2 二极管的小信号分析 348

18.3 检波器电路中的二极管应用 350

18.4 检波器损耗 355

18.5 匹配网络对电压灵敏度的影响 356

18.6 检波器设计 357

符号/缩略语表 358

习题 359

参考文献 359

第19章 射频/微波频率转换器ii：混频器设计 360

19.1 引言 360

19.2 混频器的种类 361

19.3 ssb混频器的变频损耗 363

19.4 ssb混频器与dsb混频器的比较：变频损耗和噪声系数 364

19.5 单个二极管（或单端）混频器 366

19.6 双二极管混频器 370

19.7 四管混频器 374

19.8 八管混频器 375

19.9 混频器总结 376

符号/缩略语表 377

习题 377

参考文献 378

第20章 射频/微波控制电路的设计 379

20.1 引言 379

20.2 pn结器件 379

20.3 开关结构 381

20.4 移相器 386

20.5 数字移相器 387

20.6 半导体移相器 387

20.7 pin二极管衰减器 392

符号/缩略语表 393

习题 394

参考文献 395

第21章 射频/微波集成电路设计 396

21.1 引言 396

21.2 微波集成电路 396

21.3 mic材料 397

21.4 mic的类型 399

21.5 混合mic与单片mic的比较 402

21.6 芯片的核算方法 404

符号/缩略语表 409

习题 410

参考文献 410

第六部分 附 录

附录a 符号和缩略语表 414

附录b 物理常量 420

附录c 国际单位制（si） 421

附录d 单位字首 422

附录e 希腊字母表 423

附录f 电学、磁学和电磁学的经典定律 424

附录g 材质常量和频段 430

附录h 二端口网络参量的转换 432

附录i 晶体管y参量的转换 434

附录j 常用数学公式 435

附录k 场效应管的直流偏置网络 441

附录l 计算机辅助设计实例 442

附录m 等增益圆和噪声系数圆的推导 466

附录n 关于软件 468

术语表 471