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第1章　导论1

1.1　微波和射频工程概述1

2.6.3

1.2　频段定义3

1.3　应用4

第2章　微波与射频产品应用6

2.1　蜂窝移动技术6

2.1.1　历史回顾6

2.1.2　蜂窝概念7

2.1.3　移动电话网络8

2.1.4　标准与标准化工作9

2.1.5　信道接入9

2.1.6　调制11

2.1.7　分集、扩频与CDMA14

2.1.8　信道编码、交错与时间分集16

2.1.9　非线性信道17

2.1.10　天线阵列18

2.1.11　小结19

2.2　漫游通信20

2.2.1　序言21

2.2.2　历史回顾22

2.2.3　现状与未来趋势23

2.2.4　系统与服务23

2.2.5　无线电波管理26

2.2.6　工作环境29

2.2.7　服务质量32

2.2.8 网络问题与小区大小32

2.2.9　编码与调制34

2.2.10　语言编码36

2.2.11　宏分集与微分集38

2.2.12　多站广播与多址39

2.2.13　系统容量41

2.2.14　结论41

2.3　宽带无线接入：高速率、点到多点、固定天线系统45

2.3.1　宽带无线接入基本特征45

2.3.2　宽带无线接入填补了技术空白46

2.3.3 宽带无线接入频带与市场因素47

2.3.4　标准活动49

2.3.5　技术问题：接口与协议50

2.3.6　结论54

2.4　欧洲数字无绳电话55

2.4.1　应用领域55

2.4.2　欧洲数字无绳电话／综合业务数字网互通56

2.4.3　欧洲数字无绳电话／GSM互通56

2.4.6　结构概述57

2.4.5　欧洲数字无绳电话工作原理57

2.4.4　欧洲数字无绳电话数据接入57

2.5　无线局域网（WLAN）64

2.5.1　无线局域网射频工业、科学与医疗频带65

2.5.2　2.4 GHz无线局域网标准化：IEEE 802.11b66

2.5.3　跳频（FH）与直接序列扩展频谱（DSSS）67

2.5.4　调制技术与数据速率69

2.5.5　载波检测多址访问／冲突避免（CSMA／CA）70

2.5.6　直接序列扩展频谱中的分组数据帧71

2.5.7　IEEE 802.11网络模式72

2.5.8　5GHz无线局域网75

2.5.9　射频链路考虑75

2.5.10　无线局域网系统举例：PRISM？Ⅱ80

2.6　无线个人区域网通信：应用概述82

2.6.1　无线个人区域网通信的应用83

2.6.2　无线个人区域网服务的性质83

无线个人区域网结构85

2.6.4　无线个人区域网协议栈87

2.6.5　无线个人区域网与P802.15的历史90

2.6.6　结论91

2.7　卫星通信系统91

2.7.1　通信卫星的演变92

2.7.2　国际通信卫星系统举例98

2.7.3　宽带和多媒体卫星系统101

2.7.4　小结105

2.8　基于卫星的蜂窝式通信107

2.8.1　推动因素107

2.8.2　方法116

2.8.3　示例结构117

2.8.4　趋势130

2.9　电子导航系统132

2.9.1　全球定位系统（导航卫星测时测距全球定位系统）133

2.9.2　全球导航卫星系统136

2.9.3　罗兰-C远距离导航系统的历史与未来138

2.9.4　由无线电导航数据求解位置141

2.9.5　误差分析145

2.9.6　误差椭圆（Pierce,1948年）147

2.9.7　过定（Over-Determined）解法150

2.9.8　加权最小二乘方151

2.9.9　卡尔曼滤波器153

2.10　航空电子学158

2.11　雷达162

2.11.1　连续波雷达162

2.11.2　脉冲雷达170

2.12　电子战和电子对抗182

2.12.1　雷达和雷达干扰信号方程式182

2.12.2　雷达天线中易受攻击单元186

2.12.3　雷达对抗技术190

2.12.4　金属箔片192

2.13　汽车雷达197

2.13.1　分类198

2.13.2　机动车雷达的发展历史199

2.13.3　测速雷达199

2.13.4　障碍物探测雷达200

2.13.5　自适应巡航控制雷达200

2.13.6　防撞雷达201

2.13.7　射频前置前视雷达201

2.13.8　其他类型的车载雷达203

2.13.9　未来发展204

2.14　射频和微波技术在治疗医学中的新应用205

2.14.1　射频和微波与生物组织的相互作用205

2.14.2　射频和微波技术在治疗医学中的应用209

2.14.3　结论221

3.1 电子系统的热分析与设计225

3.1.1　目的225

第3章　系统研究225

3.1.2　热模型227

3.1.3　热阻网络239

3.2　安全及环境问题246

3.2.1　生物组织特性和RF吸收特性247

3.2.2　微波／RF能的生物影响和危害248

3.2.3　微波能的安全使用标准251

3.2.4　风险评估和公众教育255

3.2.5　结论256

3.3　信号特征与调制理论259

3.3.1　信号复包络表示260

3.3.2　随机信号的表示和特征261

3.3.3　调制理论263

3.3.4　概率包络特征268

3.3.5　小结269

3.4　成本模型271

3.4.2　过程时间272

3.4.1　BOM（材料表）272

3.4.6　成本273

3.4.5　利润273

3.4.3　边际成本273

3.4.4　管理费273

3.4.10　信息反馈274

3.4.9　以设想或技术为中心的模型274

3.4.7　以产品为中心的模型274

3.4.8　以服务为中心的模型274

3.5.1　背景275

3.5　电源管理275

3.4.11　成本模型的改进275

3.5.2　系统内容：技术规格与要求277

3.5.3　电源281

3.5.4 结论285

3.6.1　降压的动力286

3.6　低压／低功率微波电子设备286

3.6.2　半导体材料技术287

3.6.3　半导体器件技术288

3.6.4　电路设计291

3.6.6　降压的限制条件292

3.6.5　无线电与系统结构292

3.6.7　小结293

3.7　生产率的创新296

3.7.1　为组织机构定制创新措施297

3.7.2　生产率与营销298

3.7.4　设计299

3.7.3　制订计划与编制进度299

3.7.5　生产率的设计度量——赢得值300

3.7.6 制造302

3.7.7　6-σ计划303

3.7.8　6-σ数学公式304

3.8　电子硬件可靠性305

3.8.2　产品寿命周期环境306

3.8.1　产品的要求与限制条件306

3.8.4　元器件的选择和管理307

3.8.3　材料、元器件和生产过程的特征307

3.8.5　故障模式和机理312

3.8.6　设计指南和技术314

3.8.7　鉴定与加速试验316

3.8.8　制造方面的情况318

3.8.9　小结320

4.1.1　信号测量323

4.1　线性测量323

第4章　微波测量323

4.1.2　网络测量325

4.2　网络分析仪的校准334

4.2.2　测量的不确定性源335

4.2.1　矢量网络分析仪（VNA）的功能性335

4.2.4　校准336

4.2.3 VNA系统误差的建模336

4.2.5　校准标准337

4.3.1　噪声基础339

4.3　噪声测量339

4.3.2　检测340

4.3.3　噪声系数与Y因子方法341

4.3.4 相位噪声和抖动342

4.3.5　小结345

4.4.1　非线性电路的数学特性表征346

4.4　非线性微波测量和特性表征346

4.4.2　谐波失真348

4.4.3　增益压缩和相位失真349

4.4.4　交调失真352

4.4.5　多载频交调失真和噪声功率比355

4.4.6　数字调制信号的失真357

4.4.7　小结361

4.5　RF和微波晶体管的高功率负载牵引特性原理362

4.5.1　高功率负载牵引的系统结构363

4.5.2　系统元件的特性365

4.5.3　系统性能验证370

4.5.4　小结371

4.6　脉冲测量372

4.6.1　等温与等力特性373

4.6.2　器件的有关特性377

4.6.3　脉冲测试设备381

4.6.4　测量技术387

4.6.5　数据处理393

4.7.1　在片测试的性能及应用396

4.7　微波在片测试396

4.7.2　测试精度考虑401

4.7.3　在片测试接口406

4.7.4　在片RF测试的优点408

4.8.1　大批量微波元件的需求409

4.8　大批量微波测试409

4.8.2　测试系统概述412

4.8.3　大批量测试的要求415

4.8.4　数据分析评述420

4.8.5　结论424

5.1.1　频率425

5.1　接收机425

第5章　电路425

5.1.2　动态范围426

5.1.3　LO链432

5.1.4　潜在问题433

5.1.5　小结434

5.2.1　ACP、调制、直线性和功率435

5.2　发射机435

5.2.5　I-Q调制器436

5.2.4 效率436

5.2.2　功率436

5.2.3　线性化436

5.2.7　前馈437

5.2.6　后退A类放大器437

5.2.9　固定预失真438

5.2.8　笛卡儿和极化环路438

5.2.11　包络消除和恢复（EER）439

5.2.10　自适应预失真439

5.2.13　合成模拟锁相环通用调制（CALLUM）440

5.2.12　利用非线性元件的线性放大（LINC）440

5.2.16　器件修改441

5.2.15　Dougherty放大441

5.2.14　I-V轨迹修改441

5.3.1　定义442

5.3　低噪声放大器设计442

5.2.17　小结442

5.3.2　设计理论446

5.3.3　低噪声放大器的设计实践448

5.3.4　设计实例450

5.3.5　未来趋势458

5.4　微波混频器设计460

5.4.1　单二极管混频器461

5.4.3　双平衡混频器462

5.4.2　单平衡混频器462

5.4.4　FET混频器理论463

5.5.1　基础知识：为什么调制？465

5.5　调制和解调电路465

5.5.2　如何移频466

5.5.3　模拟乘法器（即“混频器”）467

5.5.4　抑制载波信号的同步检波468

5.5.5　单边带抑制载波469

5.5.7　调制效率470

5.5.6　有载波的双边带幅度调制470

5.5.8　包络检波器471

5.5.9　利用注入载波的SSB包络检波472

5.5.10　产生FM的直接与间接方法473

5.5.11　快速而不纯的FM斜率检波475

5.5.12　较低失真FM检波476

5.5.13 数字调制法477

5.5.14　相关检波478

5.5.15　数字QAM479

5.6.2　典型PA技术指标参数480

5.6.1　设计分析480

5.6　功率放大器电路480

5.6.3　功率放大器基本原理481

5.6.4　技术分析482

5.6.5　电路拓扑485

5.6.6　有源器件技术的选择487

5.7.1　性能指标491

5.7　振荡器电路491

5.7.2　工艺技术和性能494

5.7.3　理论497

5.7.4　小结502

5.8.1　锁相环的作用和特性505

5.8　锁相环设计505

5.8.2　基本PLL的传递函数506

5.8.3　稳定性507

5.8.4　类型和阶508

5.8.5　相位噪声513

5.8.6　相位检波器设计516

5.8.7　环路滤波器设计518

5.8.8　瞬态响应522

5.8.9　结论523

5.9　滤波器和多工器524

5.9.1　分析和综合524

5.9.2　传递函数的类型525

5.9.3　传递函数近似法526

5.9.4　元件类型和特性529

5.9.5　滤波器的实现531

5.9.6　模拟和综合软件533

5.9.7　线性模拟工具533

5.9.8　电磁（E-M）模拟工具533

5.9.9　综合软件534

5.9.10　有源滤波器534

5.10　RF开关535

5.10.1　PIN二极管开关535

5.10.2　MESFET开关537

5.10.3　开关电路538

5.10.4　插入损耗和隔离度538

5.10.5　开关设计539

6.1　无源集总元件541

6.1.1　电阻器541

第6章　无源技术541

6.1.2　电容器543

6.1.3　电感器545

6.1.4　扼流器547

6.1.5　铁氧体巴伦548

6.2　无源微波器件549

6.2.1　无源元件的特征表征550

6.2.2　史密斯圆图551

6.2.4　不连续性552

6.2.5　阻抗变换器552

6.2.3　传输线段552

6.2.7　衰减器553

6.2.8　微波谐振器553

6.2.6　终端负载553

6.2.9　调谐元件555

6.2.10　混合电桥和定向耦合器555

6.2.11　铁氧体器件557

6.2.12　滤波器和匹配网络557

6.2.13　无源半导体器件558

6.3.1　微波介质谐振器560

6.3.2　工作理论560

6.3　介质谐振器560

6.3.3　与微波结构的耦合563

6.3.4　陶瓷材料563

6.3.5　应用564

6.3.6　滤波器564

6.3.7　单模带通滤波器565

6.3.8　双模滤波器565

6.3.9　介质谐振器探头566

6.3.10　二极管振荡器567

6.3.11　场效应晶体管和双极晶体管振荡器568

6.3.12　结论及展望569

6.4　RF微机电系统571

6.4.1　RF MEMS技术概述572

6.4.2　制作工艺575

6.4.3　器件，元件和电路576

6.4.4　RF MEMS的典型应用586

6.5　声表面波（SAW）滤波器596

6.5.1　SAW材料的特性598

6.5.2　滤波器的基本性能598

6.5.3　SAW换能器的建模599

6.5.4　失真和二次效应602

6.5.5　双向滤波器响应603

6.5.6　多相单向换能器603

6.5.7　单相单向换能器604

6.5.9　编码SAW滤波器605

6.5.10　谐振器605

6.5.8　色散滤波器605

6.6　RF同轴电缆608

6.6.1　同轴电缆的历史608

6.6.2　同轴电缆的特性609

6.6.3　电缆类型611

6.6.5　常用的标准同轴电缆型号612

6.6.6　连接器612

6.6.4　介质材料612

6.6.7　小结613

6.7　同轴连接器614

6.7.1　历史614

6.7.3　设计615

6.7.4　连接器注意事项615

6.7.2　定义615

6.7.5　N型连接器619

6.7.6　BNC连接器619

6.7.7　TNC连接器621

6.7.8 SMA连接器622

6.7.9　7-6连接器624

6.7.10　7mm连接器624

6.7.11 3.5mm连接器625

6.7.12 2.92mm连接器627

6.7.13　2.4mm连接器628

6.8　天线技术630

6.8.1　基本的天线参数定义630

6.8.2　辐射单元类型636

6.8.3　天线测量640

6.8.4　天线新技术643

6.9　相控阵天线技术670

6.9.1　线阵技术670

6.9.2　相控阵天线新技术683

6.10　RF封装的设计和开发689

6.10.1　热管理689

6.10.2　机械设计691

6.10.3　封装的电气和电磁建模693

6.10.4　设计验证、材料和可靠性试验693

6.10.5　计算机集成制造694

6.10.6　结论695

7.1　半导体二极管696

7.1.1　变容管696

第7章　有源器件技术696

7.1.2　肖特基二极管倍频器705

7.1.3　渡越时间微波器件712

7.2　晶体管719

7.2.1　双极结晶体管（BJT）719

7.2.2　异质结构双极晶体管（HBT）733

7.2.3　金属氧化物半导体场效应晶体管750

7.2.4　金属半导体场效应晶体管773

7.2.5　高电子迁移率晶体管791

7.2.6　宽带隙材料的射频功率晶体管815

7.3 电子管827

7.3.1　微波功率电子管827

7.3.2　微波电子管的工作考虑832

7.4　单片微波集成电路技术839

7.4.1　单片微波集成电路技术839

7.4.2　GaAs MESFET和HEMT的基本原理844

7.4.3　MMIC集总元件：电阻、电容和电感847

7.4.4　MMIC的处理和掩模组849

第8章　计算机辅助设计、仿真和建模856

8.1 系统仿真856

8.1.1　增益856

8.1.2　噪声857

8.1.3　互调失真858

8.1.4　利用数字调制射频激励的系统仿真861

8.2　射频与微波结构分析与设计数字技术865

8.2.1　基于积分方程的技术865

8.2.2　基于PDE的技术FDTD,TLM,FEM869

8.2.3　小波分析：存储效应自适应方法？874

8.2.4　结论875

8.3　无源元件的计算机辅助设计882

8.3.1　基于CAD的电路理论883

8.3.2　基于CAD的场论885

8.3.3　电路原理和场原理的求解时间886

8.3.4　电路分析的混合法887

8.3.5　优化889

8.3.6　未来的十年889

8.3.7　结论890

8.4　非线性射频和微波电路分析891

8.4.1　射频和微波信号的建模891

8.4.2　电路建模基础896

8.4.3　时域电路仿真897

8.4.4　谐波平衡：综合频域和时域仿真法901

8.4.5　非线性电路的频域分析904

8.4.6　总结905

8.5　时域计算机辅助电路仿真907

8.5.1　建模和仿真的层次907

8.5.2　建模和基本电路方程908

8.5.3　列方程908

8.5.4　求解线性方程910

8.5.5　求解非线性方程913

8.5.6　Newton-Raphson法在电路仿真中的应用915

8.5.7　求解微分方程917

8.5.8　大型电路技术920

8.6.1　初始设计923

8.6.2　物理元件模型923

8.6　微波电路的计算机辅助设计923

8.6.4　可调924

过程的灵敏度924

8.6.3　布线影响924

8.6.5　时域与频域模拟的比较926

8.7　用于电路仿真的非线性晶体管建模927

8.7.1　建模概述927

8.7.2　本文的范围929

8.7.3　等效电路模型930

8.7.4 SPICE模型和专用模型931

8.7.5　用于电路仿真的改进晶体管模型932

8.7.6 MESFET和PHEMT中栅电荷与本地和远程电压的函数建模933

8.7.7　陷波效应的建模934

8.7.8　温度效应和自热的建模935

8.7.9　用于GaAs和InP HBT的古默尔—彭模型的改进937

8.7.10　射频LDMOS功率晶体管的建模938

8.7.11　解析模型的参数提取938

8.7.12　矢量非线性网络分析仪939

8.7.13　模型验证939

8.7.14　加工（Foundry）模型和统计940

8.7.15　未来的非线性晶体管模型940

8.8　计算机辅助设计技术943

8.8.1　TCAD综述943

8.8.2　TCAD的优点944

8.8.3　TCAD的局限性945

8.8.4　校验的作用946

8.8.5　TCAD的应用946

8.8.6　应用协议948

8.8.7　结论950

9.1　麦克斯韦方程组951

9.1.1　麦克斯韦方程组的时域微分形式951

第9章　基本物理知识951

9.1.2　有关麦克斯韦方程组的部分注释952

9.1.3　麦克斯韦方程组的频域微分形式953

9.1.4　麦克斯韦方程组的一般解法（Stratton—Chu公式）954

9.1.5　远场近似955

9.1.6　电磁学一般原理956

9.1.7　麦克斯韦方程组Ⅰ的简单解法（无定界平面波）958

9.1.8　麦克斯韦方程组Ⅱ的简单解法（导行平面波）958

9.2 自由空间中波的传播960

9.2.1　波的方程960

9.2.2　波的极化963

9.2.3　在大气中的传播964

9.3　导波的传播和传输线971

9.3.1　TEM传输线、电报方程式和传输线理论971

9.3.2　利用麦克斯韦方程组、矩形波导和圆形波导求解导波974

9.3.3　平面导行结构977

9.4　无线通信系统中多径衰落的影响982

9.4.1　多径衰落982

9.4.2　通用模型986

9.4.3　GSM模型989

9.4.4　传播损耗989

9.4.5　遮蔽990

9.4.6　时间和频率非选择性衰落时的工作性能990

9.5 电磁干扰（EMI）995

9.5.1　EMI基础995

9.5.2　EMI产生996

9.5.3　屏蔽997

9.5.4　EMI测量997

9.5.5　小结998

9.6　材料特性999

9.6.1　金属999

9.6.2　介质1002

9.6.3　铁电和压电材料1009

9.6.4　半导体1020

附录A　数学、符号和物理常数1033

附录B　微波工程1052