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射頻與微波晶體管功率放大器工程 ( 簡體 字) |
| 作者：張玉興,陳會,文繼國 | 類別：1. -> 電子工程 -> 電子電氣
2. -> 通信技術 -> 無線通訊 -> RFID |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 35558
詢問書籍請說出此書號！【缺書】
【不接受訂購】 |
| 出版日：4/1/2013 |
| 頁數：636 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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【不接受訂購】 | | ISBN：9787121154614 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：前言
信號與信息傳輸系統，不管傳輸媒介是空氣、傳輸線、光纖還是波導，在傳輸的過程中信號都會有損耗。因此，在信號的發送端需要把被發送的信號放大到一定的電平，然后再通過媒介傳送。在無線信號傳輸系統中，信號通過天線向空間輻射，傳輸距離可能從幾米，幾千米，幾十千米到上千千米，這就是說發送端需要幾瓦，幾十瓦，乃至成百上千瓦的發射功率。因此，通信、雷達、定位、導航、遙測遙控、空間技術、電視廣播等信號傳輸系統中都需要發射機。而發射機的核心就是射頻和微波功率放大器。現代移動通信中的基站發射機功率為幾十瓦，而手持機的功率為幾百毫瓦，雷達發射機的脈沖功率高達幾千瓦甚至上百千瓦。中短波、超短波，以及VHF/UHF的廣播、電視、通信發射機的功率從幾瓦到幾十瓦，高至千瓦。上述系統的頻率從幾十萬赫茲一直覆蓋到微波波段。功率放大器覆蓋這么寬的頻帶，功率范圍從幾百毫瓦到幾十千瓦，不同的應用場合對功率放大器的指標要求、頻帶要求都是不一樣的。各個頻段的功率放大器，特別是射頻段和微波波段，電路結構形式是完全不一樣的。
現代移動通信技術在飛速發展，模擬通信體制逐漸退出歷史舞臺，數字通信體制在更新換代。所有這些變革都對射頻、微波功率放大器的指標要求越來越苛刻。功率放大器如何滿足現代通信系統的要求，仍是擺在人們面前的艱巨任務。新一代移動通信中的發射機，效率和線性度這兩個指標被擺到了最重要的位置。為了滿足這種苛刻的要求，設計出了許多新型發射機的方案，一些已經成熟，而有些仍在研發之中。
除了性能指標之外，價格因素也是必須考慮的問題。移動通信領域中的市場競爭尤其激烈，價格競爭是一個最主要的領域。功率放大器的價格是影響系統價格的最主要因素之一。因此，高指標、低價格是現代功率放大器設計者追求的目標。
射頻和微波功率放大器的設計技術是一門古老的技術，但也是仍在不斷更新的技術。功率放大器分成A類、B類和C類的方法早在20世紀30年代就開始了，至今這個概念還在使用。由于移動通信新一代數字調制系統的使用，要求功率放大器具有高線性度。為了滿足系統要求，老的設計方法，如效率與功率的折中、功率和線性度之間的折中等，仍在使用古老的分析方法。今天，這種方法對功率放大器的設計仍起指導作用。當然，現代功率放大器的計算機輔助設計已是必不可少的，掌握它是勢在必行的。
現代通信技術的日新月異，促進了功率放大器技術的發展，尤其是功率放大器的線性化技術、功率放大器效率提高技術、兼顧功率放大器線性度和效率技術等更是紛紛出籠。例如，Doherty技術、前饋技術、預失真技術、異相技術等。這些新技術很多已應用在現代移動通信系統中，還有一些正在發展之中。
射頻與微波功率放大器的設計與實踐，在我國仍是一個較薄弱的環節。筆者認為，編著一種既有原理、設計方法，又有工程實踐的書是完全必要的。功率放大器，至少在今后幾十年，仍是一門不能集成的電路技術，尤其是大功率放大器，其理由是眾所周知的。射頻和微波電路中的分布參數、寄生參數及互相耦合的影響是不能忽略的。功率放大器電路板布板技術的好壞，在某些應用中是電路能否成功的關鍵。一個設計優良的功率放大器，布板不好引起失敗的例子很多。因此，本書在編寫的過程中，盡可能地介紹布板技術方面的經驗與例子。功率放大器除了設計和布板之外，還存在很多工程問題，如元器件的選擇、饋電、熱設計、功率放大器保護等，這涉及很寬的電路知識。本書在這方面也做了一些介紹，但限于篇幅，不可能對每一個部分做詳細介紹。
前言功率放大器的核心是功率晶體管，如何正確理解晶體管、正確選擇晶體管、理解各類晶體管的特性往往是電路設計者的薄弱環節。本書用了將近一章的篇幅來介紹這方面的內容。特別是如何理解晶體管數據表中給出的直流參數、功能參數、極限參數，以及極限參數的測量及限制等。
射頻和微波功率放大器使用的晶體管有雙極晶體管（BJT）、砷化鎵金屬半導體場效應管(GaAs MESFET)、結型場效應管（FET）、橫向擴散場效應管（LDMOS）。現在，又出現了新穎的功率晶體管——氮化鎵晶體管（GaN）、INGaP、GaAs HBT等。關于這些晶體管的選用，本書也做了一些介紹。
本書的一個最大的特點是：用很大的篇幅介紹數字通信信號調制的性質和特點，以及用于放大這樣信號的功率放大器的要求是什么，使功率放大器設計工程師有更明確的目標和目的。本書中給出了很多的工程設計實例，這些實例都來源于國外的文獻資料。筆者也有很多這方面的工程設計實例和實際測量數據，但限于一些因素，不便發表。
射頻和微波固體功率放大器仍在不斷發展之中，很多以前認為達不到的指標正在被刷新，在書中要及時反映這些變化與發展是不可能的。因此，本書的理論核心側重于基本概念、基本原理和基本設計方法，在這基礎上，再歸納出工程設計的近似方法。
功率放大器工作在大信號狀態，嚴格的數學分析是不可能的。為了給出定量分析的結果，常常要做很多假設。假設符合實際工程情況嗎？假設得到的近似滿足工程設計的精度嗎？這些都要一一驗證，本書給出了這個過程。
本書的第1至6章由電子科技大學張玉興教授編寫，第7章由陳會博士編寫，第8章由成都信息工程學院的文繼國教授編寫，第9章由吳義華博士編寫，第10章由趙宏飛編寫。本書編寫的工作量很大，在編寫的過程中得到了很多人的幫助。其中主要是張玉興教授的眾多研究生和成都賽英科技有限公司的技術同行(唐世容、姚宗誠、王清文、張慧英、劉濤等)，作者在此表示衷心的感謝。
張玉興 |
內容簡介：本書主要闡述射頻和微波晶體管功率放大器工程設計的基本理論、方法、設計技巧和工程實現。書中給出了較多的工程設計的實例和實現時需要注意的工程方法，為電子工程師提供了幾乎所有的手段，以提高設計效率，縮短設計周期。書中不僅注重功率放大器的基本理論、傳統的設計方法，還涉及最新的設計理念和分析方法——異相功率放大器、功率放大器中的記憶效應。 |
目錄：第1章緒論
1.1現代數字通信體制的特點
1.1.1功率放大器在無線通信系統中的地位
1.1.2功率放大器波形質量的測量
1.1.3功率效率的測量
1.1.4功率放大器線性化技術和效率提高技術
1.2射頻與微波固體功率放大器的特點
1.3射頻和微波功率放大器的分析方法綜述
1.3.1線性近似化理論
1.3.2弱非線性器件的分析方法
1.3.3強非線性效應下的近似分析方法
1.3.4計算機輔助設計(CAD)和非線性器件模型
1.3.5負載牽引設計方法
1.4射頻和微波固體功率放大器中的新穎技術
1.4.1功率放大器的線性化技術
1.4.2效率及線性化增強技術
第2章射頻和微波晶體管功率放大器基礎
2.1射頻和微波功率晶體管的直流參數和功能參數
2.1.1直流參數
2.1.2極限參數和熱特性
2.1.3功率晶體管的功能特性
2.1.4低功率晶體管的功能特性
2.1.5線性模塊的功能特性
2.1.6功率模塊的功能特性
2.2射頻和微波晶體管應用基礎
2.2.1低功率晶體管的選擇
2.2.2高功率晶體管的選擇
2.2.3晶體管選擇時的帶寬考慮
2.2.4MOSFET與雙極晶體管的選擇
2.2.5選擇功率晶體管的其他考慮因素
2.3FET和雙極晶體管的參數與電路比較
2.3.1晶體管類型
2.3.2參數的比較
2.3.3電路組態
2.4影響功率放大器設計的其他因素
2.4.1工作類別
2.4.2調制類型
2.4.3線性工作偏置的考慮
2.4.4脈沖模式工作的晶體管
2.5LDMOS功率晶體管及其應用
2.5.1LDMOSFET與垂直MOSFET的比較
2.5.2LDMOS器件設計
2.5.3LDMOS的特性
2.5.4FET的一些近似設計考慮
2.5.5LDMOS晶體管在現代移動蜂窩技術中的應用
2.5.6射頻功率放大器的特性
2.5.7線性度考慮
2.5.8W-CDMA功率放大器設計實例
2.5.9CDMA放大器設計和優化的電路技術
2.5.10LDMOS晶體管的模型
2.6射頻和微波功率放大器的附加電路
2.6.1固體功率放大器的VSWR保護
2.6.2功率放大器負載失配量的在線測試電路
2.6.3輸出濾波
2.7寬帶阻抗匹配的基本概念
2.7.1寬帶電路介紹
2.7.2傳統的RF變壓器阻抗變換器
2.7.3絞線RF變壓器阻抗變換器
2.7.4傳輸線RF變壓器阻抗變換器
2.7.5等延遲傳輸線RF變壓器阻抗變換器
2.8射頻和微波功率放大器的總體設計思想
2.8.1單端、平衡（并聯）和推挽功率放大器
2.8.2單端RF功率放大器設計思想
2.8.3雙極晶體管并聯功率放大器
2.8.4MOSFET晶體管并聯功率放大器
2.8.5推挽功率放大器
2.8.6功率晶體管的阻抗和放大器的匹配網絡
2.8.7功率放大器系統的級間匹配電路
2.8.8單級設計實例
2.9計算機輔助設計程序
2.9.1概況
2.9.2Motorola阻抗匹配程序的內部
第3章射頻和微波功率放大器的結構技術及可靠性技術
3.1RF功率晶體管的封裝類型
3.2封裝對發射極/源極阻抗的影響
3.3射頻和微波功率放大器印制電路板的布局
3.4射頻和微波元器件安排
3.4.1高功率晶體管的安裝
3.4.2低功率晶體管的安裝
3.4.3射頻功率模塊的安裝
3.5射頻和微波功率放大器的可靠性考慮
3.5.1芯片溫度及其對可靠性的影響
3.5.2其他可靠性考慮
第4章線性功率放大器的設計和功率放大器的線性化技術
4.1非線性電路基本概念與定義
4.1.1線性與非線性
4.1.2頻率的產生
4.1.3非線性現象
4.1.4放大器中的非線性現象
4.2線性晶體管功率放大器的設計
4.2.1A類放大器和線性放大
4.2.2增益匹配和功率匹配
4.2.3負載牽引測量
4.2.4商用負載牽引測量設備
4.2.5負載線理論
4.2.6封裝效應和負載牽引理論
4.2.7用CAD程序作負載牽引等功率線
4.2.8A類功率放大器設計的實際例子
4.2.9總結
4.3功率放大器的線性化技術
4.3.1負反饋線性化技術
4.3.2預失真技術
4.3.3前饋技術
第5章高效率射頻和微波固體功率放大器設計
5.1功率放大器減小導通角的波形分析
5.2功率放大器輸出端口
5.3減小導通角工作模式分析
5.3.1A類工作條件
5.3.2AB類工作條件
5.3.3B類工作狀態
5.3.4C類工作狀態
5.3.5晶體管的開啟（膝）電壓的影響
5.3.6功率轉移特性和線性度
5.3.7對輸入驅動的要求
5.3.8本節小結
5.4降低導通角高效率功率放大器的匹配網絡的設計
5.4.1低通匹配網絡
5.4.2傳輸線網絡
5.4.3諧波短路
5.4.4普通的MESFET晶體管
5.4.5850MHz 2W B類功率放大器設計實例
5.4.6π形功率匹配網絡
5.4.7功率放大器中的π形匹配網絡設計和分析
5.4.8使用負載牽引法的網絡設計和分析
5.5射頻和微波功率放大器中的過驅動和限制效應
5.5.1過驅動A類功率放大器
5.5.2過驅動減小導通角模式的功率放大器
5.5.3正弦波的矩形化：F類和D類工作狀態
5.5.4實際的F類功率放大器
5.5.5具有諧波短路的過驅動功率放大器
5.6射頻應用的開關模式放大器
5.6.1簡單的（射頻應用）開關模式放大器
5.6.2調諧開關模功率放大器
5.6.3開關模D類功率放大器
5.6.4開關模E類功率放大器
第6章射頻和微波功率放大器的電路技術
6.1推挽放大器
6.2平衡功率放大器
6.3射頻和微波功率放大器中的頻率補償和負反饋
6.3.1頻率補償
6.3.2負反饋
第7章功率合成與分配技術
7.1概述
7.1.1合成概念的演變
7.1.2合成的基本原理
7.1.3合成的網絡特性
7.2功率合成器/分配器的類型
7.2.1諧振和非諧振腔體合成器/分配器
7.2.2非諧振的N路合成器
7.2.3空間功率合成器
7.3功率合成器/分配器的分析方法
7.3.1傳輸線合成器的分析
7.3.2平面二維功率合成結構的分析
7.3.3波導和腔體合成器的分析
7.3.4空間功率合成結構的分析
7.4常規功率合成與分配技術
7.4.1Wilkinson功率合成器/分配器
7.4.2耦合線定向耦合器
7.4.3微波混合橋
7.4.4同軸電纜變換器和合成器
7.4.5平行耦合線（雙絞線）及同軸線阻抗變換器和平衡-不平衡變換器
7.5新型功率合成與分配技術
7.5.1基于DGS結構的不等分功率合成技術
7.5.2基于多層結構的小型化超寬帶合成技術
7.5.3任意雙頻段功率合成與分配技術
7.6波導空間功率合成技術
7.6.1概述
7.6.2擴展同軸波導內空間功率合成技術
7.6.3徑向波導空間功率合成技術
7.6.4基片集成波導空間功率合成技術
7.7大功率合成技術簡介
7.7.1傳輸線的功率容量
7.7.2大功率合成器的設計實例
7.8小結
第8章射頻和微波功率放大器中的記憶效應和失真
8.1介紹
8.1.1本章的目的
8.1.2線性化和記憶效應
8.1.3本章的主要內容
8.2電路理論和方法
8.2.1電系統的分類
8.2.2非線性系統中的頻譜計算
8.2.3無記憶非線性系統中的頻譜再生
8.2.4非線性效應與信號帶寬的關系
8.2.5非線性系統分析
8.2.6小結
8.2.7需記住的要點
8.3射頻功率放大器中的記憶效應
8.3.1效率
8.3.2線性化
8.3.3電記憶效應
8.3.4熱記憶效應
8.3.5幅度域效應
8.3.6總結
8.3.7記憶要點
8.4Volterra模型
8.4.1非線性建模
8.4.2非線性I—V和Q—V特性
8.4.3共射BJT/HBT模型
8.4.4在BJT共射放大器中的IM3
8.4.5MESFET建模及分析
8.4.6小結
8.4.7記憶要點
8.5Volterra模型的特性描述
8.5.1擬合多項式模型
8.5.2自熱效應
8.5.3直流 I—V 特性
8.5.4交流特性描述步驟
8.5.5脈沖S參數測量
8.5.6封裝效應的去除
8.5.7小信號參數的計算
8.5.8擬合法交流測量
8.5.91W BJT的非線性模型
8.5.101W MESFET 的非線性模型
8.5.1130W LDMOS的非線性模型
8.5.12小結
8.5.13記憶要點
8.6仿真及測量記憶效應
8.6.1仿真記憶效應
8.6.2記憶效應的測量
8.6.3記憶效應與線性化
8.6.4小結
8.6.5記憶要點
8.7記憶效應的抵消
8.7.1包絡濾波法
8.7.2阻抗優化
8.7.3包絡注入
8.7.4小結
8.7.5記憶要點
第9章異相射頻與微波功率放大器
9.1異相微波功率放大器介紹
9.1.1從歷史角度來看異相放大器
9.1.2異相放大理論的介紹
9.2反相功率放大系統的線性性能
9.2.1介紹
9.2.2數字調制技術
9.2.3數字數據的基帶濾波
9.2.4異相放大器信號分量的分離
9.2.5路徑不均衡及其對線性度的影響
9.2.6正交調制器誤差對線性度的影響
9.2.7SCS量化誤差對于異相系統的影響
9.2.8重構濾波器和DSP抽樣率對線性度的影響
9.2.9總結
9.3異相放大器中降低路徑失配的技術
9.3.1簡介
9.3.2數據傳輸中路徑失配誤差的校正方案
9.3.3寬帶應用中的失配校正方法
9.3.4VCO驅動合成
9.4異相功率放大器中的功率合成及效率增強技術
9.4.1介紹
9.4.2異相放大器中的功率合成技術
9.4.3異相系統的放大器選擇
9.4.4利用A、B、C類放大器設計異相放大器
9.4.5Chireix功率合成技術
9.4.6開關模式放大器（D類和E類）的功率合成器的設計
9.4.7在異相功率放大器中使用有損耗的功率合成器
9.4.8輸出功率的概率分布及其對效率帶來的影響
9.4.9異相放大器中的功率回收
9.5混合型功率合成器輸出的資用功率
9.6任意二極管模型的回收效率和電壓駐波比
第10章通信系統中的功率放大器
10.1Kahn包絡分離和恢復技術
10.2包絡跟蹤
10.3異相功率放大器
10.4Doherty功率放大器方案
10.5開關模和雙途徑功率放大器
10.6前饋線性化技術
10.7預失真線性化技術
10.8手持機應用的單片CMOS和HBT功率放大器
附錄
附錄AVolterra 分析基礎
附錄B截斷誤差
附錄C平方非線性級聯時IM3的公式
附錄D測量系統的有關問題
參考文獻 |
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