射频电路理论与设计(第2版)-第1章

射频电路设计理论与应用第二版课程设计一、项目背景本课程设计为《射频电路设计理论与应用》课程的实践环节，旨在通过学生自行设计完成一个小型射频电路，将课堂知识应用到实际中，提升学生的实践能力和综合素质。

二、项目目标1.熟练掌握射频电路设计的基本理论和方法；2.掌握各类射频器件的特性和应用特点；3.能够使用EDA等工具进行电路设计和仿真分析；4.能够按照需求设计符合要求的小型射频电路。

三、项目内容课程设计主要包括以下内容：1. 课程理论部分：•射频电路设计基础知识；•无源器件的特性和应用；•有源器件的特性和应用；•射频电路的匹配设计；•射频电路的噪声与稳定性分析。

2. 课程实践部分：•射频放大器设计；•射频滤波器设计；•射频信号发生器设计；•射频调制解调器设计。

四、设计要求1.设计一个小型的射频电路；2.选择合适的器件进行设计；3.能够满足一定的性能要求；4.设计过程需要记录并撰写设计报告。

五、设计步骤1.确定设计方案：选择设计射频电路的类型、性能指标、器件选型等；2.确定电路拓扑结构：根据设计要求选择电路拓扑；3.确定电路参数：根据电路拓扑确定电路参数，包括无源电路参数和有源电路参数；4.进行电路分析：进行电路仿真分析，包括电路的频率响应、增益、带宽、稳定性等；5.电路优化：根据仿真分析结果进行电路参数的优化；6.绘制电路图：绘制电路原理图和布局图；7.PCB设计：进行PCB设计，包括原理图转化为线路图、布局图、线路仿真、板级仿真等；8.制作原型：将设计完成的电路制成原型设备；9.进行测试：对设计完成的射频电路进行测试、评估性能。

六、预期成果通过本课程设计，学生应达到以下目标：1.掌握射频电路设计的基本方法和理论知识；2.熟练使用EDA等工具进行电路设计和仿真分析；3.能够按照需求设计符合要求的小型射频电路；4.能够撰写电路设计报告。

七、实验仪器与设备1.TC2082系列数字存储示波器；2.PowerStudio物联网开发板等。

引言0.3 解：利用公式l jZ Z in λπ2tan 0=进行计算（1）m n n l l jZ Z in 6660102)12(32106)12(21062tan⨯+=⨯⨯+=∞=⨯=πππ 可见l 至少应该是1500Km（2）m n n l l jZ Z in 222010)12(875.12105.72)12(105.72tan---⨯+=⨯⨯+=∞=⨯=πππ l 至少是1.875cm 。

0.4 解：利用公式CX L X C L ωω1,-==进行计算 （1）Hz f 40=所以ππω802==f791051.210999.080--⨯=⨯⨯=πL X121210360.0100111.0801⨯-=⨯⨯-=-πC X （2）Hz f 9104⨯=，991081042⨯=⨯⨯=ππω3129991047.3100111.0108109.2510999.0108⨯-=⨯⨯⨯-==⨯⨯⨯=--ππC L X X 可见在低频时分布电感和分布电容可以忽略，但在射频时分布电感和分布电容却不能忽略。

0.5解：集肤效应是指当频率升高时，电流只集中在导体的表面，导体内部的电流密度非常小。

而趋肤深度是用来描述集肤效应的程度的。

利用公式μσπδf 1=来计算。

已知铜的磁导率m H /1047-⨯=πμ，电导率m S /108.57⨯=σ（1）m 00854.0108.510460177=⨯⨯⨯⨯⨯=-ππδ（2）m m μππδ21.110121.0108.510410315779=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=--由计算数据可得，用铜线传输电能时，60Hz 时是不需要考虑集肤效应的，但是当传输射频信号时，3GHz 时需要考虑集肤效应。

0.6 解：利用公式DC RF R a R δ2≈，μσπδf 1=计算 已知铜的磁导率m H /1047-⨯=πμ，电导率m S /108.57⨯=σ（1）m 57761000.3108.5104105001--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=ππδ7.161000.3210153=⨯⨯⨯≈--DC RF R R （2）m 67791031.3108.51041041--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=ππδ 1.1511031.3210163=⨯⨯⨯≈--DC RF R R 通过计算数据结果说明在射频状况下，电阻损耗很大。

射频电路设计--理论与应用第1章引言1　1 射频设计的重要性1　2 量纲和单位1　3 频谱1　4 无源元件的射频特性1　4　1 高频电阻1　4　2 高频电容1　4　3 高频电感1　5 片状元件及对电路板的考虑1　5　1 片状电阻1　5　2 片状电容1　5　3 表面安装电感1　6 小结参考文献习题第2章传输线分析2　1 传输线理论的实质2　2 传输线举例2　2　1 双线传输线2　2　2 同轴线2　2　3 微带线2　3 等效电路表示法2　4 理论基础2　4　1 基本定律2　5 平行板传输线的电路参量2　6 各种传输线结构小结2　7 一般的传输线方程2　7　1 基尔霍夫电压和电流定律表示式2　7　2 行进的电压和电流波2　7　3 阻抗的一般定义2　7　4 无耗传输线模型2　8 微带传输线2　9 端接负载的无耗传输线2　9　1 电压反射系数2　9　2 传播常数和相速2　9　3 驻波2　10 特殊的终端条件2　10　1 端接负载无耗传输线的输入阻抗2　10　2 短路传输线2　10　3 开路传输线2　10　4 1/4波长传输线2　11 信号源和有载传输线2　11　1 信号源的相量表示法2　11　2 传输线的功率考虑2　11　3 输入阻抗匹配2　11　4 回波损耗和插入损耗2　12 小结参考文献习题第3章 Smith圆图　3　1 从反射系数到负载阻抗3　1　1 相量形式的反射系数3　1　2 归一化阻抗公式3　1　3 参数反射系数方程3　1　4 图形表示法3　2 阻抗变换3　2　1 普通负载的阻抗变换3　2　2 驻波比3　2　3 特殊的变换条件3　2　4 计算机模拟3　3 导纳变换3　3　1 参数导纳方程3　3　2 叠加的图形显示3　4 元件的并联和串联3　4　1 R和L元件的并联3　4　2 R和C元件的并联3　4　3 R和L元件的串联3　4　4 R和C元件的串联3　4　5 T形网络的例子3　5 小结参考文献习题第4章单端口网络和多端口网络4　1 基本定义4　2 互联网络4　2　1 网络的串联4　2　2 网络的并联4　2　3 级连网络4　2　4 ABCD网络参量小结4　3 网络特性及其应用4　3　1 网络参量之间的换算关系4　3　2 微波放大器分析4　4 散射参量4　4　1 散射参量的定义4　4　2 散射参量的物理意义4　4　3 链形散射矩阵4　4　4 Z参量与S参量之间的转换4　4　5 信号流图模型4　4　6 S参量的推广4　4　7 散射参量的测量4　5 小结参考文献习题第5章射频滤波器设计5　1 谐振器和滤波器的基本结构5　1　1 滤波器的类型和技术参数5　1　2 低通滤波器5　1　3 高通滤波器5　1　4 带通和带阻滤波器5　1　5 插入损耗5　2 特定滤波器的实现5　2　1 巴特沃斯滤波器5　2　2 切比雪夫滤波器5　2　3 标准低通滤波器设计的反归一化5　3 滤波器的实现5　3　1 单位元件5　3　2 Kurodac规则5　3　3 微带线滤波器的设计实例5　4 耦合微带线滤波器5　4　1 奇模和偶模的激励5　4　2 带通滤波器单元5　4　3 级连带通滤波器单元5　4　4 设计实例5　5 小结c参考文献习题第6章有源射频元件6　1 半导体基础6　1　1 半导体的物理特性6　1　2 PN结6　1　3 肖特基(Schottky)接触6　2 射频二极管6　2　1 肖特基二极管6　2　2 PIN二极管6　2　3 变容二极管6　2　4 IMPATT二极管6　2　5 隧道二极管6　2　6 TRAPATT,134BARRITT和Gunn二极管6　3 BJT双极结晶体管（Bipolar　JunctioncTransistor) 6　3　1 结构6　3　2 功能6　3　3 频率响应6　3　4 温度性能6　3　5 极限值6　4 射频场效应晶体管6　4　1 结构6　4　2 功能6　4　3 频率响应6　4　4 极限值6　5 高电子迁移率晶体管6　5　1 结构6　5　2 功能6　5　3 频率响应6　6 小结参考文献习题　第7章有源射频电路器件模型　7.1 二极管模型7.1.1 非线性二极管模型7.1.2 线性二极管模型7.2 晶体管模型7.2.1 大信号BJT模型7.2.2 小信号BJT模型7.2.3 大信号FET模型7.2.4 小信号FET模型7.3 有源器件的测量7.3.1 双极结晶体管的DC特性7.3.2 双极结晶体管的AC参量的测量7.3.3 场效应晶体管参量的测量7.4 用散射参量表征器件特性7.5 小结参考文献习题第8章匹配网络和偏置网络　8　1 分立元件的匹配网络8　1　1 双元件的匹配网络8　1　2 匹配禁区.c频率响应以及品质因数8　1　3 T形匹配网络和π形匹配网络　8　2 微带线匹配网络8　2　1 从分立元件到微带线8　2　2 单节短截线匹配网络8　2　3 双短截线匹配网络8　3 放大器的工作状态和偏置网络8　3　1 放大器的工作状态和效率8　3　2 双极结晶体管的偏置网络8　3　3 场效应晶体管的偏置网络8　4 小结参考文献习题第9章射频晶体管放大器设计　9　1 放大器的特性指标9　2 放大器的功率关系9　2　1 射频源9　2　2 转换功率增益9　2　3 其他功率关系9　3 稳定性判定9　3　1 稳定性判定圆9　3　2 绝对稳定9　3　3 放大器的稳定措施9　4 增益恒定9　4　1 单向化设计法9　4　2 单向化设计误差因子9　4　３双共轭匹配设计法9　4　4 功率增益和资用功率增益圆9　5 噪声系数圆9　6 等驻波比圆9　7 宽带高功率多级放大器9　7　1 宽带放大器9　7　2 大功率放大器9　7　3 多级放大器9　8 小结参考文献习题第10章振荡器和混频器10　1 振荡器的基本模型10　1　1 负阻振荡器10　1　2 反馈振荡器的设计10　1　3 振荡器的设计步骤10　1　4 石英晶体振荡器10　2 高频振荡器电路10　2　1 固定频率振荡器10　2　2 介质谐振腔振荡器10　2　3 YIG调谐振荡器10　2　4 压控振荡器10　2　5 耿氏二极管（Gunncdiode）振荡器10　3 混频器的基本特征10　3　1 基本原理10　3　2 频域分析10　3　3 单端混频器设计10　3　4 单平衡混频器10　3　5 双平衡混频器10　4 小结参考文献习题附录A 常用物理量和单位　附录B 圆柱导体的趋肤公式附录C 复数附录D 矩阵变换 附录E 半导体的物理参量附录F 长和短的二极管模型附录G 耦合器附录H 噪声分析附录I MATLAB简介附录J 本书中英文缩写词。

射频电路理论与设计课后答案【篇一：射频电路仿真与设计】>摘要: 随着无线通信技术的不断发展，传统的设计方法已经不能满足射频电路和系统设计的需要，使用射频eda 软件工具进行射频电路设计已经成为必然趋势。

目前，射频领域主要的eda 工具首推的是agilent 公司的ads 。

ads 是在 hp eesof 系列 eda 软件基础上发展完善起来的大型综合设计软件。

由于其功能强大，仿真手段和方法多样化，基本上能满足现代射频电路设计的需要，已经得到国内射频同行的认可，成为现今射频电路和系统设计研发过程中最常用的辅助设计工具。

关键词：射频电路设计原理，设计方法与过程，仿真方法，展望未来引言：随着通信技术的发展，通信设备所用频率日益提高，射频（r f ）和微波（ mw ）电路在通信系统中广泛应用，高频电路设计领域得到了工业界的特别关注，新型半导体器件更使得高速数字系统和高频模拟系统不断扩张。

微波射频识别系统（ rfid ）的载波频率在915mhz 和 2450mhz 频率范围内；全球定位系统（ gps ）载波频率在 1227.60mhz 和 1575.42mhz 的频率范围内；个人通信系统中的射频电路工作在1.9ghz ，并且可以集成于体积日益变小的个人通信终端上；在 c 波段卫星广播通信系统中包括4ghz 的上行通信链路和6ghz 的下行通信链路。

通常这些电路的工作频率都在1ghz 以上，并且随着通信技术的发展，这种趋势会继续下去。

但是，处理这种频率很高的电路，不仅需要特别的设备和装置，而且需要直流和低频电路中没有用到的理论知识和实际经验，这对射频电路设计提出更高的要求。

正文：1.射频电路设计原理频率范围从 300khz ～30ghz 之间，射频电流是一种每秒变化大于10000 次的称为高频电流的简称。

具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。

高频电路基本上是由无源元件、有源器件和无源网络组成的，高频电路中无源线性元件主要是电阻 (器 )、电容 (器)和电感(器 ) 。

射频电路理论与设计第二版课程设计1. 课程背景射频电路作为现代通信技术中的重要组成部分，在无线通信、微波工程等领域中有着广泛应用。

而射频电路是一门非常复杂和精密的学科，需要深入掌握射频电路的原理和设计技巧。

本课程旨在让学生系统地学习射频电路理论与设计知识，培养学生对射频电路的深入理解和熟练设计能力。

2. 课程内容本课程涵盖的内容主要有：1.射频电路基础知识：介绍射频电路的基本概念、特性和参数等。

2.射频放大器设计：介绍射频放大器的工作原理和设计方法。

3.射频混频器设计：介绍射频混频器的工作原理和设计方法。

4.射频滤波器设计：介绍射频滤波器的常用类型、特性和设计方法。

5.射频综合系统设计：介绍射频系统的组成和设计方法。

3. 课程设计为了帮助学生更好地掌握射频电路理论和设计技巧，本课程包含了一系列的课程设计，旨在让学生在实践中深入理解和掌握课程内容。

以下为本课程的课程设计：3.1 射频放大器设计针对一个指定的频率范围，要求设计一款带通放大器。

设计要求：1.输入阻抗：50Ω2.增益：大于15dB3.带宽：5MHz到10MHz4.输出阻抗：50Ω设计过程中要注意射频管特性、输入和输出网络的设计、放大器的稳定性等因素。

3.2 射频混频器设计设计一款单端集成被动混频器，要求：1.输入频率：2GHz到4GHz2.输出频率：50MHz到100MHz3.混频损耗：小于10dB4.本振抑制：大于20dB设计过程中要注意混频器的稳定性、输入和输出网络的设计、混频器的本振抑制等因素。

3.3 射频滤波器设计设计一款互补式带阻滤波器，要求：1.中心频率：2.4GHz2.带宽：100MHz3.带内插损失：小于1dB4.阻带衰减：大于50dB设计过程中要注意滤波器的类型、天线输入输出阻抗的匹配、网络和元件的选择等因素。

3.4 射频系统设计针对一个指定的应用场景，设计一个具体的射频系统，包括发射和接收两个部分。

设计要求：1.应用场景：智能家居无线传感器网络2.发射端：选择一款适合该应用场景的射频发射芯片，设计合适的天线和驱动电路。