現(xiàn)代無線通信電路設計與實現(xiàn)

前言

　　隨著移動通信技術的發(fā)展日新月異，無線應用技術包括PCS電話、射頻識別（RFID）系統(tǒng)、直播電視服務（DBS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、無線局域網(wǎng)（WLAN）和本地多點分布系統(tǒng)（LMDS）等在內(nèi)，都獲得了極大的發(fā)展。而作為實現(xiàn)這些功能的硬件基礎——無線通信電路，也越來越受到人們的重視，由此導致了對深刻掌握無線通信電路設計原理的工程師的巨大需求。但是，無線通信電路的設計要求設計者具有一定的實踐經(jīng)驗和工程設計能力，一般性的、理論性的資料介紹無法滿足實際工程設計的需要。作者根據(jù)多年從事無線電路設計的經(jīng)驗，搜集了大量的資料，從工程設計和設計應用角度編寫了此書。　　本書具有以下特點：　　1．理論性強：本書采用了通俗易懂的語言，詳細地介紹了各種無線通信電路的基本原理和工作方式，使讀者有完善的無線通信理論體系。　　2．工程性好：與其他許多書不同的是，本書不是提供復雜的理論以及大量的公式來詳細闡述射頻理論（這對于絕大多數(shù)讀者甚至是工程師而言都是非常困難的，而且非常不實用），相反，本書采用簡單的代數(shù)知識來簡易迅速地設計振蕩器、放大器、混頻器、濾波器、鎖相環(huán)、倍頻器、射頻開關等射頻電路，同時也結合了大量的實例來介紹射頻集成電路和單片微波集成電路?！　?．高、新：為了緊隨技術的發(fā)展，本書對現(xiàn)今研究熱點的軟件無線電進行了專門的介紹，而且為了說明設計的方法，對現(xiàn)在流行的很多專用芯片的設計和使用也進行了詳細的介紹，同時對如今電路設計中廣泛使用的：EDA輔助設計工具也進行了簡要的闡述，可以說覆蓋了現(xiàn)今無線技術發(fā)展的方向。　　4．實用性強：本書介紹了各種無線通信電路設計的方法以及設計的技巧，同時也提供了典型的射頻電路供讀者參考，方便讀者進行電路設計。本書還介紹了關于電路設計、印制電路板設計布局、元器件參數(shù)選擇的知識，有助于讀者的射頻電路設計。　　本書由范博和杜平共同編寫，其中第1章由杜平編寫，第2章～第9章由范博編寫，全書由范博進行統(tǒng)稿。在本書的編寫過程中，王志強、張蓬、葛樹濤、王鷹、王濤、曹霖工程師也參與了部分內(nèi)容的編寫工作；同時徐培文、孫玉林、李玉紅、田麗君、杜強、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題，并參與了部分章節(jié)的編寫工作；曹建軍、程顯奎、梁日軍、于學禹在全書的排版及校閱過程中也付出了辛勤勞動，這里對他們表示深深的謝意！另外，本書在編寫的過程中參考了一些書籍和公司資料，這些書籍和公司資料已在參考文獻中列出。由于有些資料未能找到出處，因此未能在參考文獻中列出，這里表示深深的歉意?！　”緯鴥?nèi)容突出了理論性、工程性、實用性，可以作為從事無線應用領域的無線通信電路工程師的參考書，也可以作為高等院校通信、電子等相關專業(yè)研究生以及本科生的參考書目?！　∠抻谧髡叩乃?，書中不妥和錯誤之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　隨著無線通信技術的快速發(fā)展，無線電路設計也越來越受到重視，對專業(yè)的電路設計人員的需求越來越大。由此可見，掌握無線電路設計技術對于有志于從事無線通信的工程師來說是十分重要的?！　　冬F(xiàn)代無線通信電路設計與實現(xiàn)》正是從實用和易懂的角度出發(fā)，系統(tǒng)介紹了無線電技術的基本原理，而且從整個無線電系統(tǒng)的角度來介紹無線電路的設計思路。《現(xiàn)代無線通信電路設計與實現(xiàn)》以無線電系統(tǒng)相關電路的設計實務為主，以簡要的設計公式及可行的近似經(jīng)驗公式為主線，盡量避開繁冗的理論分析、演算及設計，內(nèi)容全面而系統(tǒng)，同時盡量做到內(nèi)容淺顯易懂，逐章列出其設計重點及程序，并輔以實例進行詳細說明。同時在書的后部分，對現(xiàn)今發(fā)展迅速的軟件無線電技術進行了專門的介紹，并且給出了很多設計實例來說明?！　】梢哉f《現(xiàn)代無線通信電路設計與實現(xiàn)》是面向各層次的讀者而編寫的，不僅具有相當?shù)睦碚摻榻B，而且還有實際應用的例子，既可作為高等院校相關專業(yè)的參考書，同時又可以作為通信工程師，尤其是通信系統(tǒng)電路設計人員必不可少的參考或者自學教材。

書籍目錄

前言第1章　概論1.1　射頻設計的重要性1.2　無線信道的特征1.2.1　多普勒效應1.2.2　多徑衰落1.2.3　慢衰落特性1.2.4　傳輸失真1.3　無線通信系統(tǒng)的組成1.3.1　無線系統(tǒng)的接入方式1.3.2　無線系統(tǒng)的調(diào)制方式1.3.3　無線系統(tǒng)的基本結構1.4　常用網(wǎng)站和公司介紹第2章　無線通信電路的基本參數(shù)2.1 收發(fā)信機的指標2.1.1 輸入特性2.1.2　增益2.1.3 噪聲系數(shù)2.1.4 多級線性網(wǎng)絡級聯(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　無雜散動態(tài)范圍2.3　射頻EDA軟件簡介第3章　濾波器設計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　濾波器的基本設計3.2.1　低通濾波器原型3.2.2　LC濾波器的設計3.3　濾波器的選用3.3.1　濾波器的選型3.3.2　濾波器實例3.3.3 常用濾波器設計軟件第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　放大器的設計實例4.3.1 基本放大電路的設計4.3.2　寬帶射頻放大器的設計4.3.3　低噪聲放大器的設計4.3.4　功率放大器的設計第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　混頻器設計實例5.2.1 低失真有源混頻器AD8315.2.2　用于無線通信的CDMA、FM下變頻器RF24565.2.3　采用LT5560為WiMAX應用提供上變頻轉換5.2.4　π/2微帶平衡混頻器的設計第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　振蕩器的設計6.3.1　LC振蕩器的設計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7.2.2　頻率合成的主要參數(shù)7.3　鎖相頻率合成器的設計7.3.1　基本的設計思路7.3.2　環(huán)路濾波器的設計7.3.3　PLL電路的設計實例第8章　無線射頻系統(tǒng)設計8.1　通信系統(tǒng)的組成8.2　發(fā)射機設計8.2.1　發(fā)射機常見結構8.2.2　發(fā)射機系統(tǒng)設計8.3　接收機設計8.3.1　接收機結構8.3.2　接收機的設計8.4　鏈路預算分析8.5　系統(tǒng)設計實例8.6　射頻電路板設計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計技巧8.6.3　射頻印制電路板的設計準則第9章　軟件無線電技術9.1　軟件無線電的基本概念9.1.1 軟件無線電的背景及其概念9.1.2　軟件無線電的結構形式9.2　軟件無線電的理論基礎9.2.1　信號采樣理論9.2.2　射頻直接帶通采樣原理9.2.3　多速率信號處理9.2.4　軟件無線電中的高效數(shù)字濾波9.2.5　數(shù)字正交變換理論9.2.6　軟件無線電硬件的數(shù)學模型9.3　軟件無線電的硬件實現(xiàn)9.3.1　軟件無線電中的采樣與量化——ADC及其實例9.3.2　“DSF+FPGA”軟件無線電方案與實現(xiàn)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　概論　　1.1　射頻設計的重要性　　最初的電路設計，大約要追溯到18世紀末19世紀初。當時已經(jīng)發(fā)明了可以連續(xù)可靠工作的蓄電池，即伏打電池，它可以為驅動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改變電能。1864年，麥克斯韋在英國皇家學會上發(fā)表的一篇文章中提出電場和磁場可以通過其所在的空間耦合從而實現(xiàn)電磁波傳播的思想。赫茲于1887年用試驗證明了電磁能量可通過空間發(fā)射和接收，這預示著無線通信領域的迅速發(fā)展。1920年發(fā)明了無線電，1930年電視的出現(xiàn)，1980年的移動電話、1990年的全球定位系統(tǒng)的出現(xiàn)和現(xiàn)在的3G技術的發(fā)展，可以說無線通信領域有了日新月異的變化。　　在無線移動通信的收發(fā)信機中，射頻部分所處理的信號是寬動態(tài)范圍的高頻率模擬信號，而基帶部分主要完成對頻率較低的數(shù)字信號或模擬信號的處理。雖然從規(guī)模角度來講，基帶部分遠比射頻部分龐大和復雜，但是現(xiàn)代無線通信中的難點卻是在射頻部分?！　∩漕l設計之所以比較困難，主要是因為射頻設計要求射頻工程師必須具有較寬的知識面。射頻工程師要了解諸如無線通信的各種調(diào)制機理、各種無線通信的標準和協(xié)議，具有關于隨機信號、微波技術、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、控制理論等各方面的知識。而這些學科很多都發(fā)展了半個世紀以上，都是非常復雜的理論，要在短時間內(nèi)掌握這么多知識是不太可能的，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方面的知識融合起來，充分利用多個學科的優(yōu)勢，來設計射頻部分。這樣就帶來了對人才的高要求?！　　?/pre>








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