无线通信中的射频收发系统设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 顾其诤 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302430506

商品编码：11120543949

出版时间：2016-07-01

作  者:(美)顾其诤 著作 杨国敏 译者 定  价:59 出 版 社:清华大学出版社 出版日期:2016年07月01日 页  数:328 装  帧:简装 ISBN:9787302430506 ●暂无

内容简介

本书主要介绍了无线移动终端收发机的设计和分析，详细给出了射频接收机和发射机设计方法。此外，本书还系统介绍了超外差、零中频、低中频和带通采样无线电架构； 详尽给出了频率规划、系统链接规划和发射机及接收机的性能评估； 提出了包括互调、干扰屏蔽和频谱再生及调制在内的非线性分析； 给出了基于自动增益控制、模/数转换动态范围和电源管理的移动系统中射频专用集成电路设计方法； 给出了接收机性能评估的MATLAB文件和发射机放大器非线性特性计算代码； 深度分析移动终端射频系统设计并给出了设计实例。
本书适合作为通信工程、电子信息工程和微电子等专业本科生及研究生的教材，也适合作为从事射频系统、射频集成电路和无线系统设计工程技术人员的参考用书。 (美)顾其诤 著作 杨国敏 译者 顾其诤，男，曾获复旦大学学士学位，后在日本获博士学位。1983―1993年在美国麻省理工学院任研究科学家，1993―1998年在美国太平洋通信公司和美国罗韦尔实验室等机构工作，1998―2013年在美国WiSpry公司担任射频系统设计部主管。

《无线通信中的射频收发系统设计》 引言 在现代信息爆炸的时代，无线通信技术以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面。从我们手中轻巧的智能手机，到覆盖全球的卫星网络，再到日新月异的物联网设备，无一不依赖于高效、可靠的射频收发系统。这些系统是实现无线数据传输的“桥梁”，它们负责将信息编码成电磁波发送出去，并接收和解码来自远方的信号。本书正是聚焦于这一核心技术领域——射频收发系统的设计，旨在为读者提供一个全面、深入的理解框架，帮助工程师和技术爱好者掌握构建现代无线通信系统所需的核心知识和实践技能。 本书并非一本纯理论的教科书，它更侧重于将理论知识与实际工程应用相结合。我们将从射频信号的基本原理出发，逐步深入到收发系统各个关键模块的设计、优化与集成。我们的目标是让读者不仅理解“为什么”这样做，更能明白“如何”进行设计，并在此过程中培养解决实际工程问题的能力。 本书内容概览 本书的结构设计循序渐进，从基础概念到高级主题，力求覆盖射频收发系统设计的全貌。 第一部分：射频通信基础与关键概念 在深入设计细节之前，有必要为读者建立坚实的理论基础。本部分将详细介绍： 电磁波传播原理： 什么是射频信号？它们是如何在空间中传播的？我们将探讨不同传播模式（如自由空间传播、反射、衍射、散射）对信号质量的影响，以及路径损耗、多径效应、衰落等关键物理现象。理解这些原理是优化天线设计和链路预算的基础。 射频频谱与通信标准： 不同的无线通信系统工作在不同的频段，本书将梳理主要的射频频谱分配及其在不同应用中的代表性标准（如Wi-Fi、蓝牙、蜂窝网络LTE/5G、卫星通信等）。了解频谱特性和标准要求是系统设计的起点。 噪声与干扰： 射频信号的生命线在于其信噪比（SNR）。我们将深入分析系统内部噪声的来源（如热噪声、散粒噪声、器件噪声）以及外部干扰（如同信道干扰、邻信道干扰、谐波干扰）对系统性能的威胁。学习如何量化和管理噪声与干扰是提升系统灵敏度和抗干扰能力的关键。 信号调制与解调： 如何将数字信息转换为射频信号并有效地传输？本部分将介绍各种常见的调制技术，如幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM），以及更先进的幅度相位联合调制（QAM）、正交频分复用（OFDM）等。同时，我们也将探讨相应的解调技术。 链路预算分析： 在设计之初，我们需要预估系统能否在给定的条件下可靠工作。链路预算是量化信号强度、噪声水平和预期接收性能的关键工具。本书将教授如何构建和分析链路预算，以确定系统增益、损耗以及所需的灵敏度。 第二部分：射频收发系统核心模块设计 本部分将是本书的核心，详细剖析构成射频收发系统的关键功能模块。 天线设计与选择： 天线是射频信号的“发声器”和“倾听器”。我们将介绍不同类型天线的原理、特性（如增益、方向图、阻抗匹配、极化）及其在不同应用场景下的选择依据。从简单的偶极子天线到复杂的阵列天线，读者将了解到如何根据通信需求选择或设计合适的天线。 低噪声放大器（LNA）： LNA是接收链路中的第一级放大器，其性能直接决定了接收机的灵敏度。本书将深入讲解LNA的设计原则、噪声系数（NF）的计算与优化、增益稳定性以及阻抗匹配技术。 功率放大器（PA）： PA是发送链路的“心脏”，负责将信号功率放大到足够高的水平以进行传输。我们将探讨不同类型PA（如A类、AB类、C类、D类、E类、F类）的效率、线性度（IMD）、饱和功率等关键参数，并介绍PA的线性化技术，如预失真（Predistortion）和后失真（Postdistortion）。 混频器： 混频器在收发系统中扮演着频率变换的角色，将基带信号或中频信号上变频到射频，或将射频信号下变频到中频。本书将讲解不同混频器拓扑（如Gilbert Cell混频器、平衡混频器）的原理、上变频/下变频过程、镜像抑制（Image Rejection）以及本振泄漏（LO Leakage）等关键指标的分析与设计。 滤波器： 滤波器在射频系统中无处不在，用于选择目标信号、抑制噪声和干扰。我们将详细介绍不同类型的滤波器（如低通、高通、带通、带阻滤波器），包括其设计方法（如切比雪夫、巴特沃斯、贝塞尔逼近）、插入损耗、阻带衰减、带宽以及集总参数与分布式参数滤波器的设计。 振荡器与锁相环（PLL）： 稳定且精确的本地振荡器（LO）是所有射频收发系统的“脉搏”。本书将讲解压控振荡器（VCO）、晶体振荡器（XO）、温补晶体振荡器（TCXO）等类型，并重点介绍锁相环（PLL）的原理、设计及其在频率合成、相位噪声抑制方面的关键作用。 接收机架构： 从传统的超外差接收机到现代的零中频（Zero-IF）和低中频（Low-IF）接收机，我们将分析各种架构的优缺点、镜像抑制策略、I/Q不平衡问题以及ADC采样需求。 发送机架构： 类似地，我们将探讨不同发送机架构，包括直接转换发送机、中频发送机以及在数字预失真（DPD）技术下的现代发送机设计。 第三部分：高级射频收发系统设计议题 在掌握了基本模块的设计之后，本书将进一步探讨一些更高级、更具挑战性的议题： 阻抗匹配与功率传输： 如何在不同阻抗的模块之间实现最大功率传输，以及如何最小化信号反射？本书将深入讲解史密斯圆图的应用、匹配网络的合成（如L型匹配、π型匹配、T型匹配）以及宽带匹配技术。 噪声系数与灵敏度： 如何准确计算和优化整个接收链路的噪声系数？本书将提供详细的噪声系数级联公式及其在实际设计中的应用，并与链路预算相结合，确定系统所需的最低接收功率。 线性度与动态范围： 在处理多个信号共存的复杂环境中，系统的线性度至关重要。我们将深入分析非线性失真（如三阶互调产物IM3、P1dB、IP3）的产生机制，并介绍抑制这些失真的方法，如采用高线性度器件、设计平衡电路以及先进的数字预失真技术。 射频集成电路（RFIC）设计考量： 随着技术的进步，越来越多的射频功能被集成到芯片上。本书将探讨在CMOS、SiGe等主流工艺下进行RFIC设计时面临的独特挑战，如器件寄生效应、工艺偏差、电源去耦以及如何权衡性能、功耗和成本。 射频系统仿真与测量： 理论设计需要通过仿真和实际测量来验证。本书将介绍常用的射频仿真工具（如ADS, Cadence, HFSS）的使用技巧，以及关键射频参数的测量方法和仪器（如频谱分析仪、网络分析仪、信号源）。 电磁兼容性（EMC）与射频安全： 任何电子设备都需要满足EMC要求，射频收发系统更是如此。我们将讨论EMC的基本原理、常见干扰源、屏蔽与接地技术，以及射频辐射安全的基本考量。 面向特定应用的射频收发系统设计： 本书最后将选取几个典型的应用场景，如低功耗蓝牙（BLE）设备、Wi-Fi模块、小型蜂窝基站等，剖析其在射频收发系统设计上的特殊需求和解决方案，帮助读者将所学知识应用于实际工程项目。 本书的目标读者 本书适合以下人群阅读： 通信工程、电子工程、微电子等相关专业的在校学生： 为他们提供扎实的射频系统设计理论基础和工程实践指导。 射频工程师、硬件工程师： 帮助他们深入理解射频收发系统的设计原理，提升设计能力，解决实际工程问题。 无线通信产品研发人员： 为他们提供关于系统设计、性能优化、模块选择的参考。 对无线通信技术感兴趣的技术爱好者： 帮助他们系统地了解射频收发系统的构成和工作原理。 结语 射频收发系统设计是一门融合了电磁场理论、电路理论、半导体物理以及通信理论的综合性学科。本书力求以清晰的逻辑、丰富的案例和深入的剖析，引领读者踏上这段探索之旅。我们相信，通过对本书内容的学习和实践，读者将能够更自信地设计出高性能、高可靠性的无线通信射频收发系统，为蓬勃发展的无线通信技术贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书《无线通信中的射频收发系统设计》带给我的启发是多方面的，它以一种严谨且富有逻辑性的方式，将复杂的射频系统拆解成易于理解的组成部分。我特别喜欢书中对于不同频率段的特性分析，以及针对这些特性所提出的设计考量。比如，在讨论毫米波通信时，书中详细阐述了高频下损耗、器件选型以及天线设计所面临的挑战，并给出了相应的解决方案，这让我深刻认识到频率选择对整个系统架构的影响之大。同时，书中在介绍数字信号处理与射频前端的接口时，其对采样率、量化精度以及数字预失真等技术的阐述，也相当到位。这部分内容不仅让我理解了数字域的参数如何直接映射到模拟射频性能，也让我看到了数字技术在提升射频系统鲁棒性和灵活性的重要作用。我对书中关于系统级联和性能优化的章节尤其印象深刻，作者通过一系列的计算和仿真示例，展示了如何平衡不同模块的设计目标，以达到整体最优的功耗、性能和成本。这让我明白，射频收发系统的设计并非孤立地优化某个模块，而是一个复杂的系统工程，需要全局观和细致的权衡。读完这部分，我对如何从宏观层面构思一个完整的射频收发系统有了更清晰的认识，也对如何进行系统级的性能评估和迭代有了更强的信心。

评分☆☆☆☆☆

《无线通信中的射频收发系统设计》这本书，给我的感觉更像是一本“实战宝典”。它不像一些理论书籍那样，只给出抽象的公式和定义，而是将各种理论知识与实际工程应用紧密结合。书中关于天线设计的部分，详细讲解了不同类型天线的辐射特性、阻抗匹配以及在不同应用场景下的选择依据，并提供了相应的建模和仿真方法，这对我之前在天线方面的一些模糊认识有了极大的提升。更重要的是，书中在讨论功耗管理和热设计时，并没有停留在概念层面，而是给出了非常具体的电路设计技巧和优化策略，例如如何选择低功耗的关键器件，以及如何通过合理布局来散热。这些细节对于实际产品的开发至关重要，也往往是理论书籍中容易被忽略的部分。我非常欣赏作者在书中加入的大量图表和案例分析，这些直观的展示形式，大大降低了理解复杂概念的难度，也让我在阅读过程中能够随时对照自己的理解，进行校验。这本书也让我意识到了射频设计中“细节决定成败”这句话的真谛，一些看似微小的设计差异，在实际工作中可能会导致性能的巨大波动。

评分☆☆☆☆☆

《无线通信中的射频收发系统设计》这本书，在我最近的阅读清单中，无疑是一颗璀璨的明珠。它以一种深入浅出的方式，将无线通信领域那些看似遥不可及的射频技术，变得触手可及。我特别喜欢书中对不同通信标准（如Wi-Fi、蓝牙、蜂窝网络等）的射频收发系统架构的对比分析，这种宏观的视角让我能够更好地理解不同应用场景对系统设计的需求差异。书中在讨论信号完整性和电磁兼容性（EMC）时，其讲解的深度和广度都超出了我的预期。我曾一直对这些概念感到模糊，但通过书中对实际案例的分析，以及对潜在问题的预警和规避方法的指导，我才真正理解了它们在射频系统设计中的关键性。例如，关于阻抗匹配网络的详细设计、PCB布局的EMC考量，以及如何进行辐射发射和抗扰度测试等，都让我茅塞顿开。书中对各种模拟和数字组件的功耗特性以及如何进行优化，也给我留下了深刻的印象。我发现，理解这些细节，是实现低功耗、高性能射频系统的关键。这本书让我看到了一个射频收发系统从概念到实现的完整图景，也让我对未来在这个领域进行更深入的学习和探索，充满了期待和信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书《无线通信中的射频收发系统设计》确实是一本在我近期阅读体验中留下了深刻印象的著作。虽然书名聚焦于射频收发系统的设计，但其在理论深度和实践指导上的结合，为我打开了无线通信领域一个更广阔的视野。我尤其欣赏作者在介绍基本原理时，并没有止步于概念的堆砌，而是深入剖析了不同技术路径的优劣，比如在讲解不同调制解调方式时，作者会结合实际的功耗、带宽效率以及对硬件实现的复杂性等因素进行详细的对比分析，这对于我这样希望将理论付诸实践的读者来说，简直是如获至宝。书中关于噪声和干扰的章节，更是让我茅塞顿开，原本一些模糊不清的概念，在作者细致的推导和图示下变得清晰起来，理解了这些关键因素如何影响系统性能，以及如何通过合理的系统设计来规避它们，这无疑是构建高性能射频收发系统的基石。此外，书中对滤波器、放大器、混频器等关键射频模块的设计思路和实现技巧，也提供了非常具体和实用的指导，让我在阅读时仿佛置身于一个真实的实验室，手把手地学习如何搭建和优化这些核心组件。整体而言，这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，循循善诱地引导我一步步深入无线通信的射频设计殿堂。

评分☆☆☆☆☆

这本书《无线通信中的射频收发系统设计》，以其系统性的梳理和深刻的洞察，让我对射频收发系统的全貌有了前所未有的清晰认知。书中在介绍混频器和频率合成器时，不仅阐述了其基本工作原理，还深入探讨了不同拓扑结构的优缺点，以及在实际设计中如何权衡相位噪声、杂散信号等关键指标。这部分内容对于理解现代无线通信系统中精确频率控制的重要性，以及实现高精度频率合成的挑战，提供了宝贵的视角。我尤其对书中关于射频集成电路（RFIC）设计的部分印象深刻，作者详细分析了在CMOS、SiGe等不同工艺平台上实现射频收发器的设计考量，包括工艺限制、器件建模以及版图设计等。这让我了解到，将复杂射频系统集成到单芯片上所面临的技术难题，以及背后的精妙设计。书中对于测试和验证章节的阐述，也让我受益匪浅。作者详细介绍了射频收发器常用的测量仪器和测试方法，以及如何通过实际测量来评估系统性能，并进行故障排除。这些实践性的指导，为我未来在实际工作中进行系统调试和优化，打下了坚实的基础，让我更加自信地去面对实际的工程挑战。