現(xiàn)代無(wú)線通信電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

前言

　　隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，無(wú)線應(yīng)用技術(shù)包括PCS電話、射頻識(shí)別（RFID）系統(tǒng)、直播電視服務(wù)（DBS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）和本地多點(diǎn)分布系統(tǒng)（LMDS）等在內(nèi)，都獲得了極大的發(fā)展。而作為實(shí)現(xiàn)這些功能的硬件基礎(chǔ)——無(wú)線通信電路，也越來(lái)越受到人們的重視，由此導(dǎo)致了對(duì)深刻掌握無(wú)線通信電路設(shè)計(jì)原理的工程師的巨大需求。但是，無(wú)線通信電路的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者具有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工程設(shè)計(jì)能力，一般性的、理論性的資料介紹無(wú)法滿足實(shí)際工程設(shè)計(jì)的需要。作者根據(jù)多年從事無(wú)線電路設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，搜集了大量的資料，從工程設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)應(yīng)用角度編寫(xiě)了此書(shū)。　　本書(shū)具有以下特點(diǎn)：　　1．理論性強(qiáng)：本書(shū)采用了通俗易懂的語(yǔ)言，詳細(xì)地介紹了各種無(wú)線通信電路的基本原理和工作方式，使讀者有完善的無(wú)線通信理論體系。　　2．工程性好：與其他許多書(shū)不同的是，本書(shū)不是提供復(fù)雜的理論以及大量的公式來(lái)詳細(xì)闡述射頻理論（這對(duì)于絕大多數(shù)讀者甚至是工程師而言都是非常困難的，而且非常不實(shí)用），相反，本書(shū)采用簡(jiǎn)單的代數(shù)知識(shí)來(lái)簡(jiǎn)易迅速地設(shè)計(jì)振蕩器、放大器、混頻器、濾波器、鎖相環(huán)、倍頻器、射頻開(kāi)關(guān)等射頻電路，同時(shí)也結(jié)合了大量的實(shí)例來(lái)介紹射頻集成電路和單片微波集成電路。　　3．高、新：為了緊隨技術(shù)的發(fā)展，本書(shū)對(duì)現(xiàn)今研究熱點(diǎn)的軟件無(wú)線電進(jìn)行了專門(mén)的介紹，而且為了說(shuō)明設(shè)計(jì)的方法，對(duì)現(xiàn)在流行的很多專用芯片的設(shè)計(jì)和使用也進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，同時(shí)對(duì)如今電路設(shè)計(jì)中廣泛使用的：EDA輔助設(shè)計(jì)工具也進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述，可以說(shuō)覆蓋了現(xiàn)今無(wú)線技術(shù)發(fā)展的方向。　　4．實(shí)用性強(qiáng)：本書(shū)介紹了各種無(wú)線通信電路設(shè)計(jì)的方法以及設(shè)計(jì)的技巧，同時(shí)也提供了典型的射頻電路供讀者參考，方便讀者進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。本書(shū)還介紹了關(guān)于電路設(shè)計(jì)、印制電路板設(shè)計(jì)布局、元器件參數(shù)選擇的知識(shí)，有助于讀者的射頻電路設(shè)計(jì)。　　本書(shū)由范博和杜平共同編寫(xiě)，其中第1章由杜平編寫(xiě)，第2章～第9章由范博編寫(xiě)，全書(shū)由范博進(jìn)行統(tǒng)稿。在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中，王志強(qiáng)、張蓬、葛樹(shù)濤、王鷹、王濤、曹霖工程師也參與了部分內(nèi)容的編寫(xiě)工作；同時(shí)徐培文、孫玉林、李玉紅、田麗君、杜強(qiáng)、姜海燕等朋友也給予了很大的幫助，幫助作者解決了很多具體問(wèn)題，并參與了部分章節(jié)的編寫(xiě)工作；曹建軍、程顯奎、梁日軍、于學(xué)禹在全書(shū)的排版及校閱過(guò)程中也付出了辛勤勞動(dòng)，這里對(duì)他們表示深深的謝意！另外，本書(shū)在編寫(xiě)的過(guò)程中參考了一些書(shū)籍和公司資料，這些書(shū)籍和公司資料已在參考文獻(xiàn)中列出。由于有些資料未能找到出處，因此未能在參考文獻(xiàn)中列出，這里表示深深的歉意?！　”緯?shū)內(nèi)容突出了理論性、工程性、實(shí)用性，可以作為從事無(wú)線應(yīng)用領(lǐng)域的無(wú)線通信電路工程師的參考書(shū)，也可以作為高等院校通信、電子等相關(guān)專業(yè)研究生以及本科生的參考書(shū)目?！　∠抻谧髡叩乃?，書(shū)中不妥和錯(cuò)誤之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線電路設(shè)計(jì)也越來(lái)越受到重視，對(duì)專業(yè)的電路設(shè)計(jì)人員的需求越來(lái)越大。由此可見(jiàn)，掌握無(wú)線電路設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)于有志于從事無(wú)線通信的工程師來(lái)說(shuō)是十分重要的。　　《現(xiàn)代無(wú)線通信電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》正是從實(shí)用和易懂的角度出發(fā)，系統(tǒng)介紹了無(wú)線電技術(shù)的基本原理，而且從整個(gè)無(wú)線電系統(tǒng)的角度來(lái)介紹無(wú)線電路的設(shè)計(jì)思路?！冬F(xiàn)代無(wú)線通信電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》以無(wú)線電系統(tǒng)相關(guān)電路的設(shè)計(jì)實(shí)務(wù)為主，以簡(jiǎn)要的設(shè)計(jì)公式及可行的近似經(jīng)驗(yàn)公式為主線，盡量避開(kāi)繁冗的理論分析、演算及設(shè)計(jì)，內(nèi)容全面而系統(tǒng)，同時(shí)盡量做到內(nèi)容淺顯易懂，逐章列出其設(shè)計(jì)重點(diǎn)及程序，并輔以實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。同時(shí)在書(shū)的后部分，對(duì)現(xiàn)今發(fā)展迅速的軟件無(wú)線電技術(shù)進(jìn)行了專門(mén)的介紹，并且給出了很多設(shè)計(jì)實(shí)例來(lái)說(shuō)明?！　】梢哉f(shuō)《現(xiàn)代無(wú)線通信電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》是面向各層次的讀者而編寫(xiě)的，不僅具有相當(dāng)?shù)睦碚摻榻B，而且還有實(shí)際應(yīng)用的例子，既可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的參考書(shū)，同時(shí)又可以作為通信工程師，尤其是通信系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)人員必不可少的參考或者自學(xué)教材。

書(shū)籍目錄

前言第1章　概論1.1　射頻設(shè)計(jì)的重要性1.2　無(wú)線信道的特征1.2.1　多普勒效應(yīng)1.2.2　多徑衰落1.2.3　慢衰落特性1.2.4　傳輸失真1.3　無(wú)線通信系統(tǒng)的組成1.3.1　無(wú)線系統(tǒng)的接入方式1.3.2　無(wú)線系統(tǒng)的調(diào)制方式1.3.3　無(wú)線系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)1.4　常用網(wǎng)站和公司介紹第2章　無(wú)線通信電路的基本參數(shù)2.1 收發(fā)信機(jī)的指標(biāo)2.1.1 輸入特性2.1.2　增益2.1.3 噪聲系數(shù)2.1.4 多級(jí)線性網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的噪聲系數(shù)2.1.5　混頻器噪聲系數(shù)2.1.6　靈敏度2.1.7　動(dòng)態(tài)范圍2.1.8　相位噪聲2.1.9　選擇性2.1.10　寄生輸出2.2　有源器件的非線性參數(shù)2.2.1 諧波2.2.2　增益壓縮2.2.3 阻塞2.2.4　交叉調(diào)制2.2.5　互調(diào)干擾2.2.6　無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍2.3　射頻EDA軟件簡(jiǎn)介第3章　濾波器設(shè)計(jì)3.1 濾波器的基本概念3.1.1　濾波器的原理3.1.2　濾波器的主要參數(shù)3.1.3　濾波器的類型3.2　濾波器的基本設(shè)計(jì)3.2.1　低通濾波器原型3.2.2　LC濾波器的設(shè)計(jì)3.3　濾波器的選用3.3.1　濾波器的選型3.3.2　濾波器實(shí)例3.3.3 常用濾波器設(shè)計(jì)軟件第4章　放大器4.1 放大器的基本概念4.1.1　放大器的基本原理4.1.2　放大器的常用參數(shù)4.1.3　常用放大器的類型4.2　基本放大電路的分析方法4.2.1　基本放大電路的類型4.2.2　基本分析方法4.3　放大器的設(shè)計(jì)實(shí)例4.3.1 基本放大電路的設(shè)計(jì)4.3.2　寬帶射頻放大器的設(shè)計(jì)4.3.3　低噪聲放大器的設(shè)計(jì)4.3.4　功率放大器的設(shè)計(jì)第5章　混頻器5.1 混頻器的基本概念5.1.1　混頻器的基本原理5.1.2　混頻器的主要參數(shù)5.1.3　混頻器的基本電路5.1.4　混頻器的類型5.2　混頻器設(shè)計(jì)實(shí)例5.2.1 低失真有源混頻器AD8315.2.2　用于無(wú)線通信的CDMA、FM下變頻器RF24565.2.3　采用LT5560為WiMAX應(yīng)用提供上變頻轉(zhuǎn)換5.2.4　π/2微帶平衡混頻器的設(shè)計(jì)第6章　本地振蕩器6.1　振蕩器的基本概念6.1.1　振蕩器基本原理6.1.2　振蕩器基本參數(shù)6.2　常見(jiàn)振蕩器類型6.2.1　LC振蕩器6.2.2　晶體振蕩器6.2.3　RC振蕩器6.3　振蕩器的設(shè)計(jì)6.3.1　LC振蕩器的設(shè)計(jì)6.3.2　晶體振蕩電路6.3.3　提高頻率穩(wěn)定度的措施6.3.4　集成高頻正弦波振蕩電路實(shí)例第7章　鎖相與頻率合成7.1　鎖相環(huán)的基本概念7.1.1　鎖相環(huán)的基本原理7.1.2　鎖相環(huán)的基本參數(shù)7.1.3　鎖相環(huán)的噪聲分析7.2　頻率合成的基本概念7.2.1　頻率合成的常用技術(shù)7.2.2　頻率合成的主要參數(shù)7.3　鎖相頻率合成器的設(shè)計(jì)7.3.1　基本的設(shè)計(jì)思路7.3.2　環(huán)路濾波器的設(shè)計(jì)7.3.3　PLL電路的設(shè)計(jì)實(shí)例第8章　無(wú)線射頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.1　通信系統(tǒng)的組成8.2　發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)8.2.1　發(fā)射機(jī)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)8.2.2　發(fā)射機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.3　接收機(jī)設(shè)計(jì)8.3.1　接收機(jī)結(jié)構(gòu)8.3.2　接收機(jī)的設(shè)計(jì)8.4　鏈路預(yù)算分析8.5　系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例8.6　射頻電路板設(shè)計(jì)8.6.1　射頻印制電路板的材料8.6.2　射頻印制電路板的設(shè)計(jì)技巧8.6.3　射頻印制電路板的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第9章　軟件無(wú)線電技術(shù)9.1　軟件無(wú)線電的基本概念9.1.1 軟件無(wú)線電的背景及其概念9.1.2　軟件無(wú)線電的結(jié)構(gòu)形式9.2　軟件無(wú)線電的理論基礎(chǔ)9.2.1　信號(hào)采樣理論9.2.2　射頻直接帶通采樣原理9.2.3　多速率信號(hào)處理9.2.4　軟件無(wú)線電中的高效數(shù)字濾波9.2.5　數(shù)字正交變換理論9.2.6　軟件無(wú)線電硬件的數(shù)學(xué)模型9.3　軟件無(wú)線電的硬件實(shí)現(xiàn)9.3.1　軟件無(wú)線電中的采樣與量化——ADC及其實(shí)例9.3.2　“DSF+FPGA”軟件無(wú)線電方案與實(shí)現(xiàn)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　概論　　1.1　射頻設(shè)計(jì)的重要性　　最初的電路設(shè)計(jì)，大約要追溯到18世紀(jì)末19世紀(jì)初。當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)明了可以連續(xù)可靠工作的蓄電池，即伏打電池，它可以為驅(qū)動(dòng)最初始的電路提供可靠的直流（DC）功率。之后又出現(xiàn)了低頻交流（AC）電源，它能更有效地輸送電力，而只有很小的傳輸損耗，并且可以利用變壓器來(lái)改變電能。1864年，麥克斯韋在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)上發(fā)表的一篇文章中提出電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以通過(guò)其所在的空間耦合從而實(shí)現(xiàn)電磁波傳播的思想。赫茲于1887年用試驗(yàn)證明了電磁能量可通過(guò)空間發(fā)射和接收，這預(yù)示著無(wú)線通信領(lǐng)域的迅速發(fā)展。1920年發(fā)明了無(wú)線電，1930年電視的出現(xiàn)，1980年的移動(dòng)電話、1990年的全球定位系統(tǒng)的出現(xiàn)和現(xiàn)在的3G技術(shù)的發(fā)展，可以說(shuō)無(wú)線通信領(lǐng)域有了日新月異的變化?！　≡跓o(wú)線移動(dòng)通信的收發(fā)信機(jī)中，射頻部分所處理的信號(hào)是寬動(dòng)態(tài)范圍的高頻率模擬信號(hào)，而基帶部分主要完成對(duì)頻率較低的數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)的處理。雖然從規(guī)模角度來(lái)講，基帶部分遠(yuǎn)比射頻部分龐大和復(fù)雜，但是現(xiàn)代無(wú)線通信中的難點(diǎn)卻是在射頻部分?！　∩漕l設(shè)計(jì)之所以比較困難，主要是因?yàn)樯漕l設(shè)計(jì)要求射頻工程師必須具有較寬的知識(shí)面。射頻工程師要了解諸如無(wú)線通信的各種調(diào)制機(jī)理、各種無(wú)線通信的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，具有關(guān)于隨機(jī)信號(hào)、微波技術(shù)、電波傳播、多址接入、模擬電路理論、數(shù)字電路理論、天線技術(shù)、控制理論等各方面的知識(shí)。而這些學(xué)科很多都發(fā)展了半個(gè)世紀(jì)以上，都是非常復(fù)雜的理論，要在短時(shí)間內(nèi)掌握這么多知識(shí)是不太可能的，但是現(xiàn)代通信的飛速發(fā)展卻要求射頻工程師能夠把幾個(gè)方面的知識(shí)融合起來(lái)，充分利用多個(gè)學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，來(lái)設(shè)計(jì)射頻部分。這樣就帶來(lái)了對(duì)人才的高要求?！　　?/pre>








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