實(shí)用射頻技術(shù)手冊(cè)

前言

　　書(shū)如其名，實(shí)用射頻技術(shù)手冊(cè)就是要成為一本有用的手冊(cè)和指南，為所有希望熟悉射頻技術(shù)的人提供幫助。希望本書(shū)對(duì)那些想要進(jìn)入射頻設(shè)計(jì)領(lǐng)域或者最近正在從事射頻設(shè)計(jì)的電子工程師有用，并惠及其他工程師、技術(shù)員、無(wú)線(xiàn)電業(yè)余愛(ài)好者、電子愛(ài)好者和對(duì)射頻通信電子技術(shù)感興趣的人。因此，本書(shū)并未寫(xiě)成一本教科書(shū)。書(shū)中沒(méi)有滿(mǎn)篇的公式推導(dǎo)，盡管這樣做再容易不過(guò)了，讀者若需要這些公式推導(dǎo)可以查閱其他書(shū)籍。本書(shū)在需要的地方會(huì)用簡(jiǎn)單的形式給出公式，目的在于使用，而不做推導(dǎo)?！　∽匀?，本書(shū)全力關(guān)注當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展，但會(huì)在適當(dāng)?shù)牡胤教峒霸缙诘募夹g(shù)發(fā)展作為背景知識(shí)，試圖在有限的篇幅內(nèi)仍能為書(shū)增添一些趣味和色彩。本書(shū)涉及的范圍很寬（包括器件、電路、設(shè)備、系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)電波傳播和外部噪聲），由于篇幅有限，不得不大大地縮簡(jiǎn)最初計(jì)劃的一些內(nèi)容。為了幫助讀者了解更多的信息，多數(shù)章末列出了有用的參考資料，可供進(jìn)一步查閱。書(shū)中對(duì)早期技術(shù)發(fā)展的描述并不是浪費(fèi)寶貴的篇幅，這些描述除了增加趣味性以外，提到的一些早期技術(shù)會(huì)時(shí)時(shí)再現(xiàn)，尤其是在當(dāng)前打破常規(guī)的風(fēng)氣下。一個(gè)很好的例子就是超再生接收機(jī)。它早在第二次世界大戰(zhàn)前許多年就已經(jīng)出現(xiàn)了，并在戰(zhàn)爭(zhēng)中提供了高質(zhì)量的服務(wù)。這種技術(shù)曾經(jīng)盛極一時(shí)，后來(lái)卻被拋棄了，現(xiàn)在又出現(xiàn)在對(duì)價(jià)格非常敏感的短距離設(shè)備中，如車(chē)庫(kù)門(mén)遙控器和中控鎖控制器?！　‘?dāng)前，好的射頻工程師非常少，我覺(jué)得這種情況會(huì)一直持續(xù)下去。造成這種現(xiàn)象的部分原因是，至少在大專(zhuān)院校開(kāi)設(shè)的課程中還缺乏這些內(nèi)容?；\統(tǒng)地教授數(shù)字技術(shù)課程顯然要簡(jiǎn)單容易得多，而且，由于技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)還具有長(zhǎng)期迷人的商業(yè)前景。然而，現(xiàn)實(shí)的世界卻是模擬技術(shù)的世界，信息通信無(wú)論是模擬形式還是數(shù)字形式，在遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)通信中都需要利用電磁輻射。電磁輻射的頻率可能是射頻、微波、毫米波或光波，每一種都對(duì)應(yīng)一整套技術(shù)。本書(shū)涉及射頻部分，在早期其頻率范圍取至1000MHz。傳統(tǒng)上，將工作在這個(gè)頻率以上的技術(shù)人員稱(chēng)為微波工程師（有時(shí)，又很不公正地將他們稱(chēng)為“管道工”），包括波導(dǎo)、諧振腔等。但是，隨著近年來(lái)技術(shù)的巨大進(jìn)步，尤其是小型化表面組裝元件和高頻晶體管的發(fā)展，傳統(tǒng)的用于甚高頻和超高頻的印制電路技術(shù)已經(jīng)擴(kuò)展到了1.5GHz（如SOl。As海上救生、GPS全球定位系統(tǒng)和Glonas全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)），2GHz（如針對(duì)移動(dòng)電話(huà)的PCS和DCS）甚至2GHz以上（如藍(lán)牙和用于工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)頻段的2.54GHz短距離無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)鏈接的其他技術(shù)）。在這個(gè)背景下，一個(gè)有趣的重大發(fā)展是射頻設(shè)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，由電路設(shè)計(jì)組（如移動(dòng)電話(huà)制造商的實(shí)驗(yàn)室）擴(kuò)展到集成電路制造商的開(kāi)發(fā)設(shè)備。于是專(zhuān)用集成電路（ASIC）不再限于數(shù)字電路領(lǐng)域，　ADI、Maxim、飛利浦等公司正在不斷地推廣一系列新產(chǎn)品，為移動(dòng)電話(huà)和相應(yīng)的基站集成了越來(lái)越多的接收／發(fā)射前端。對(duì)900MHz和1800MHz（GSM和：DCS）頻段都適用的雙頻集成電路已經(jīng)出現(xiàn)，目前到了3G設(shè)備——第三代移動(dòng)電話(huà)。也大量出現(xiàn)了必需的無(wú)源匹配元件，如聲表面波和體聲波（SAW和BAW）濾波器。

內(nèi)容概要

射頻技術(shù)在無(wú)線(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)中占有重要地位。本書(shū)從實(shí)際出發(fā)，全面介紹了射頻技術(shù)，并涵蓋了最新發(fā)展，涉及內(nèi)容包括器件、電路、設(shè)備、系統(tǒng)、天線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)電波傳播、外部噪聲和測(cè)量等。    本書(shū)是從事射頻設(shè)計(jì)工作工程師的必備實(shí)用手冊(cè)，也為業(yè)余無(wú)線(xiàn)電愛(ài)好者、電子愛(ài)好者和對(duì)射頻通信電子感興趣的人員提供幫助。

作者簡(jiǎn)介

IanHickman，知名技術(shù)專(zhuān)家，有50余年的電子行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)。曾經(jīng)出版過(guò)多部頗受電子工程師好評(píng)的技術(shù)著作(他參與編寫(xiě)的《電路設(shè)計(jì)技術(shù)寶典》也將由人民郵電出版社出版)。Hickman還是ElectronicsWord雜志的技術(shù)顧問(wèn)。其個(gè)人博客為http：//www．ianhickman．org．uk/。

書(shū)籍目錄

第1章 無(wú)源元件  1.1 電阻和電阻器  1.2 電容器  1.3 電感器和變壓器第2章 無(wú)源電路第3章 射頻傳輸線(xiàn)  3.1 工作在直流的傳輸線(xiàn)  3.2 工作在射頻的傳輸線(xiàn)  3.3 實(shí)際傳輸線(xiàn)第4章 射頻變壓器  4.1 引言  4.2 變換器基礎(chǔ)  4.3 射頻考慮  4.4 巴倫  4.5 傳輸線(xiàn)變換器第5章 耦合器、混合器和定向耦合器第6章 射頻應(yīng)用的有源器件第7章 射頻小信號(hào)電路第8章 調(diào)制與解調(diào)第9章 振蕩器第10章 射頻功率放大器  10.1 需要考慮的安全隱患    10.1.1 鈹氧化物    10.1.2 高溫    10.1.3 射頻高電壓  10.2 設(shè)計(jì)的第一個(gè)選擇  10.3 穩(wěn)幅電路、駐波系數(shù)保護(hù)、射頻路徑開(kāi)關(guān)  10.4 設(shè)計(jì)的第一步  10.5 低通濾波器設(shè)計(jì)    10.5.1 切比雪夫?yàn)V波器    10.5.2 橢圓濾波器    10.5.3 電容選擇    10.5.4 電感的選擇  10.6 分離元件功率放大級(jí)    10.6.1 輸出匹配方式    10.6.2 集電極／漏極最大電壓    10.6.3 集電極／漏極最大電流    10.6.4 集電極／漏極的效率    10.6.5 功率晶體管的封裝    10.6.6 增益預(yù)期    10.6.7 散熱設(shè)計(jì)和散熱器    10.6.8 偏置    10.6.9 反饋器件的選擇    10.6.10 輸入匹配    10.6.11 穩(wěn)定性考慮    10.6.12 布局考慮    10.6.13 結(jié)構(gòu)技巧    10.6.14 測(cè)量操作第11章 發(fā)射機(jī)和接收機(jī)第12章 高級(jí)結(jié)構(gòu)第13章 電波傳播第14章 天線(xiàn)第15章 衰減器和平衡器第16章 測(cè)量  16.1 CW信號(hào)的測(cè)量  16.2 調(diào)制測(cè)量  16.3 頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀  16.4 其他儀器

章節(jié)摘錄

　　第1章 無(wú)源元件　　電子電路中的無(wú)源元件都要用到一個(gè)或多個(gè)電阻、電容和電感。另外的一些元件，如用作頻率標(biāo)準(zhǔn)的晶體振蕩器和壓電發(fā)聲器等，其性能取決于元件的電特性和機(jī)械特性間的相互作用。本章將重點(diǎn)介紹射頻電路中所使用的無(wú)源元件，同時(shí)結(jié)合元件的不同使用目的介紹無(wú)源元件的內(nèi)連接?！　?.1 電阻和電阻器　　具有良好的導(dǎo)電性能的物質(zhì)稱(chēng)為導(dǎo)體（conductor）。而像玻璃、聚苯乙烯、石蠟和聚四氟乙烯（PTFE）等物質(zhì)，因?yàn)橥耆痪哂袑?dǎo)電性，稱(chēng)為絕緣體（insulator）。絕緣體的電阻率大約是金屬的10 18倍。盡管金屬具有良好的導(dǎo)電性，但當(dāng)金屬中有電流通過(guò)時(shí)，仍具有一定的電阻，這就引起了導(dǎo)體的熱損耗。當(dāng)電動(dòng)勢(shì)（EMF）為E（V）的電源接在一段長(zhǎng)度為l（m）、橫截面積為A（m2）的導(dǎo)線(xiàn)兩端時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)中的電流I（A）可以用公式I=El[（l/A）p]來(lái)計(jì)算，式中P是導(dǎo)線(xiàn)的電阻率，分母（1/A）o稱(chēng)為導(dǎo)線(xiàn)電阻，用R表示，因此I=E/R，這就是歐姆定律。通常把電阻的倒數(shù)稱(chēng)為電導(dǎo)，即G=1/R，因此電流又可以表示為盧EG。通過(guò)電阻器的電流與其上的電壓的函數(shù)關(guān)系見(jiàn)圖1.1。

媒體關(guān)注與評(píng)論

　　“感謝IanHickman為我們編寫(xiě)了這么實(shí)用的技術(shù)手冊(cè)……更難得的是，本書(shū)還穿插講述了當(dāng)前射頻技術(shù)的最新進(jìn)展和相關(guān)的背景知識(shí)，為枯燥的技術(shù)內(nèi)容平添了一絲趣味。”　　——IEEE信號(hào)處理學(xué)會(huì)

編輯推薦

　　《實(shí)用射頻技術(shù)手冊(cè)(第4版)》全力關(guān)注當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展，但會(huì)在適當(dāng)?shù)牡胤教峒霸缙诘募夹g(shù)發(fā)展作為背景知識(shí)，試圖在有限的篇幅內(nèi)仍能為書(shū)增添一些趣味和色彩。《實(shí)用射頻技術(shù)手冊(cè)(第4版)》涉及的范圍很寬（包括器件、電路、設(shè)備、系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)電波傳播和外部噪聲），由于篇幅有限，不得不大大地縮簡(jiǎn)最初計(jì)劃的一些內(nèi)容。

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