射频电路理论与设计

0　引言　1
0.1　射频概念　1
0.2　射频系统举例　3
0.3　射频电路的特点　4
0.3.1　频率与波长　4
0.3.2　低频电路理论是射频电路理论的特例　5
0.3.3　射频电路的分布参数　6
0.3.4　集肤效应　7
0.4　本书安排　8
习题　8

第1章　传输线理论　10
1.1　传输线举例　10
1.1.1　传输线的构成　10
1.1.2　传输线举例　11
1.2　传输线等效电路表示法　13
1.2.1　长线　13
1.2.2　传输线的分布参数　14
1.2.3　传输线的等效电路　15
1.3　传输线方程及其解　15
1.3.1　均匀传输线方程　15
1.3.2　均匀传输线方程的解　16
1.3.3　行波　17
1.3.4　传输线的两种边界条件　18
1.4　传输线的基本特性参数　19
1.4.1　特性阻抗　19
1.4.2　反射系数　20
1.4.3　输入阻抗　23
1.4.4　传播常数　25
1.4.5　传输功率　26
1.5　均匀无耗传输线工作状态分析　27
1.5.1　行波工作状态　27
1.5.2　驻波工作状态　28
1.5.3　行驻波工作状态　33
1.5.4　 λ/4阻抗变换器　35
1.6　信号源的功率输出和有载传输线　37
1.6.1　包含信号源与终端负载的传输线　37
1.6.2　传输线的功率　38
1.6.3　信号源的共轭匹配　39
1.6.4　回波损耗和插入损耗　40
1.7　微带线　40
1.7.1　微带线的有效介电常数和特性阻抗　41
1.7.2　微带线的传输特性　43
1.7.3　微带线的损耗与衰减　44
习题　44

第2章　史密斯圆图　47
2.1　复平面上反射系数的表示方法　47
2.1.1　反射系数复平面　47
2.1.2　等反射系数圆和电刻度圆　49
2.2　史密斯阻抗圆图　50
2.2.1　归一化阻抗　50
2.2.2　等电阻圆和等电抗圆　51
2.2.3　史密斯阻抗圆图　52
2.2.4　史密斯阻抗圆图的应用　54
2.3　史密斯导纳圆图　59
2.3.1　归一化导纳　59
2.3.2　史密斯导纳圆图　60
2.3.3　史密斯阻抗-导纳圆图　61
2.4　史密斯圆图在集总参数元件电路中的应用　62
2.4.1　含串联集总参数元件时电路的输入阻抗　63
2.4.2　含并联集总参数元件时电路的输入导纳　63
2.4.3　含串联或并联集总电抗元件时电路的输入阻抗　64
2.4.4　含串联及并联集总电抗元件时电路的输入阻抗　65
习题　66

第3章　射频网络基础　68
3.1　二端口低频网络参量　68
3.1.1　阻抗参量　69
3.1.2　导纳参量　70
3.1.3　混合参量　71
3.1.4　转移参量　73
3.2　二端口射频网络参量　76
3.2.1　散射参量　76
3.2.2　传输参量　80
3.3　二端口网络的参量特性　80
3.3.1　互易网络　80
3.3.2　对称网络　81
3.3.3　无耗网络　82
3.4　二端口网络的参量互换　　83
3.4.1　网络参量[Z]、[Y]、[h]、[ABCD]之间的相互转换　83
3.4.2　网络参量[S]和[T]之间的相互转换　83
3.4.3　网络参量[Z]、[Y]、[h]、[A]与网络参量[S]之间的相互转换　84
3.5　多端口网络的散射参量　86
3.5.1　多端口网络散射参量的定义　86
3.5.2　常见的多端口射频网络　86
3.6　信号流图　89
3.6.1　信号流图的构成　89
3.6.2　信号流图的化简规则　91
习题　93

第4章　谐振电路　95
4.1　串联谐振电路　95
4.1.1　谐振频率　95
4.1.2　品质因数　96
4.1.3　输入阻抗　96
4.1.4　带宽　97
4.1.5　有载品质因数　98
4.2　并联谐振电路　99
4.2.1　谐振频率　99
4.2.2　品质因数　99
4.2.3　输入导纳　100
4.2.4　带宽　100
4.2.5　有载品质因数　101
4.3　传输线谐振电路　102
4.3.1　终端短路λ/2传输线　103
4.3.2　终端短路λ/4传输线　104
4.3.3　终端开路λ/2传输线　105
4.3.4　终端开路λ/4传输线　105
4.4　介质谐振器　107
习题　109

第5章　 匹配网络　111
5.1　匹配网络的目的及选择方法　111
5.2　集总参数元件电路的匹配网络设计　112
5.2.1　传输线与负载间L形匹配网络　112
5.2.2　信源与负载间L形共轭匹配网络　116
5.2.3　L形匹配网络的品质因数　118
5.2.4　T形和π形匹配网络　120
5.3　分布参数元件电路的匹配网络设计　122
5.3.1　负载与传输线的阻抗匹配　122
5.3.2　信源与负载的共轭匹配　125
5.4　混合参数元件电路的匹配网络设计　128
习题　129

第6章　滤波器的设计　131
6.1　滤波器的类型　131
6.2　用插入损耗法设计低通滤波器原型　132
6.2.1　巴特沃斯低通滤波器原型　132
6.2.2　切比雪夫低通滤波器原型　135
6.2.3　椭圆函数低通滤波器原型　138
6.2.4　线性相位低通滤波器原型　138
6.3　滤波器的变换　139
6.3.1　阻抗变换　139
6.3.2　频率变换　140
6.4　短截线滤波器的实现　145
6.4.1　理查德变换　145
6.4.2　科洛达规则　146
6.4.3　滤波器设计举例　148
6.5　 阶梯阻抗低通滤波器　152
6.5.1　短传输线段的近似等效电路　152
6.5.2　滤波器设计举例　153
6.6　耦合微带线滤波器　155
6.6.1　奇模和偶模　155
6.6.2　耦合线的滤波特性　157
6.6.3　级连耦合微带线滤波器　159
习题　161

第7章　放大器的稳定性、增益和噪声　163
7.1　放大器的稳定性　163
7.1.1　稳定准则　163
7.1.2　稳定性判别的图解法　164
7.1.3　绝对稳定判别的解析法　169
7.1.4　放大器稳定措施　171
7.2　放大器的增益　173
7.2.1　功率增益的定义　173
7.2.2　最大功率增益　178
7.2.3　晶体管单向情况　178
7.2.4　晶体管双向情况　183
7.3　输入、输出电压驻波比　185
7.3.1　失配因子　185
7.3.2　输入、输出驻波分析　186
7.4　放大器的噪声　187
7.4.1　等效噪声温度和噪声系数　188
7.4.2　级连网络的等效噪声温度和噪声系数　189
7.4.3　噪声系数圆　191
习题　193

第8章　 放大器的设计　196
8.1　放大器的工作状态和分类　196
8.1.1　基于静态工作点的放大器分类　196
8.1.2　基于信号大小的放大器分类　197
8.2　放大器的偏置网络　197
8.2.1　偏置电路与射频电路之间的连接　198
8.2.2　偏置电路的设计　198
8.3　小信号放大器的设计　199
8.3.1　小信号放大器的设计步骤　199
8.3.2　最大增益放大器的设计　200
8.3.3　固定增益放大器的设计　203
8.3.4　最小噪声放大器的设计　211
8.3.5　低噪声放大器的设计　212
8.3.6　宽带放大器的设计　217
8.4　功率放大器的设计　221
8.4.1　A类放大器的设计　221
8.4.2　交调失真　225
8.5　多级放大器的设计　226
习题　228

第9章　振荡器和混频器　231
9.1　振荡器的基本模型　231
9.1.1　振荡电路的一般分析方法　232
9.1.2　使用双极结型晶体管的共发射极振荡电路　233
9.1.3　使用场效应晶体管的共栅极振荡电路　234
9.1.4　晶体振荡器　236
9.2　微波振荡器　236
9.2.1　振荡条件　237
9.2.2　晶体管振荡器　239
9.2.3　二极管振荡器　243
9.2.4　介质谐振器振荡器　243
9.3　混频器　246
9.3.1　混频器的特性　246
9.3.2　单端二极管混频器　249
9.3.3　单平衡混频器　251
习题　252

附录A　国际单位制(SI)词头　254
附录B　电学、磁学和光学的量和单位　255
附录C　某些材料的电导率　256
附录D　某些材料的相对介电常数和损耗角正切　257
附录E　常用同轴射频电缆特性参数　258

参考文献　259