射频电路理论与设计(第2版)-第1章课件

射频电路理论与设计（第2版）《射频电路理论与设计（第2版）》射频电路理论与设计《射频电路理论与设计（第2版）》

《射频电路理论与设计（第2版）》《射频电路理论与设计（第2版）》

本书有配套的仿真教材《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》。2本书在多个章节都有互动。《射频电路理论与设计（第2版）》注重理论设计，而《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》注重仿真设计。《射频电路理论与设计（第2版）》 本书有配套的仿真教材《ADS射频电路设

例如：《射频电路理论与设计（第2版）》例7.5、例7.6、例7.7和例7.8中的滤波器，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第10章和第11章用ADS实现了版图；《射频电路理论与设计（第2版）》例8.1、例8.6、例8.8、例9.5和例9.9中的输入稳定性圆、输出稳定性圆，等增益圆、等噪声圆、等驻波比圆和等Q值曲线，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第7章用ADS实现了在Smith圆图上画图；《射频电路理论与设计（第2版）》第2章、第3章和第6章中的集总参数匹配网络、单支节匹配网络、

阻抗匹配网络和混合匹配网络，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第12章、第13章、第14章和第15章用ADS实现了应用；《射频电路理论与设计（第2版）》第4章中的功率分配器和分支定向耦合器，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第8章和第9章用ADS实现了版图；《射频电路理论与设计（第2版）》第9章和第11章中的增益压缩和三阶交调，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第13章和第15章用ADS实现了仿真曲线；《射频电路理论与设计（第2版）》第8章和第11章中的最小噪声放大器和单平衡混频器，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第12章和第15章用ADS实现了具体设计；《射频电路理论与设计（第2版）》第1章中的射频通信系统，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第16章用ADS实现了超外差式接收机设计和通信链路预算。《射频电路理论与设计（第2版）》例如：《射频电路理论与设计（第2版）》

第1章引言《射频电路理论与设计（第2版）》第1章《射频电路理论与设计（第2版）》

在射频频段，电路出现了许多独特的性质，这些性质在常用的低频电路中从未遇到，因此需要建立新的射频电路理论体系。射频电路理论是电磁场理论与传统电子学的融合，它将电磁场的波动理论引入电子学，形成了射频电路的理论体系和设计方法。《射频电路理论与设计（第2版）》 在射频频段，电路出现了许多独特的性质，这些性质在常用的低频

射频概念1.1射频系统1.3射频电路的特点1.2本书安排1.4《射频电路理论与设计（第2版）》射频概念1.1射频系统1.3射频电路的特点1.2本书安排11.1射频概念

在电子通信领域，信号采用的传输方式和信号的传输特性是由工作频率决定的。目前射频（RadioFrequency）没有一个严格的频率范围定义，广义地说，可以向外辐射电磁信号的频率称为射频；而在电路设计中，当频率较高、电路的尺寸可以与波长相比拟时，电路可以称为射频电路。《射频电路理论与设计（第2版）》1.1射频概念 在电子通信领域，信号采用的传输方式和信号

对于电磁频谱，按照频率从低到高（波长从长到短）的次序，可以划分为不同的频段，电子通信的发展历程，实际上就是所使用的载波频率由低到高的发展过程。电通信的容量几乎与所使用的频率成正比，对通信容量的要求越高，使用的频率就越高。由于应用领域的众多，对频谱的划分有多种方式，而今较为通用的频谱分段法是由IEEE建立的，见表1.1。《射频电路理论与设计（第2版）》 对于电磁频谱，按照频率从低到高（波长从长到短）的次序，可

《射频电路理论与设计（第2版）》表1.1 《射频电路理论与设计（第2版）》表1.1

《射频电路理论与设计（第2版）》表1.1（续） 《射频电路理论与设计（第2版）》表1.1（续）

一般认为，当频率高于30MHz时电路的设计就需考虑射频电路理论；而射频电路理论应用的典型频段为几百MHz至4GHz，在这个频率范围内，电路需要考虑分布参数的影响，低频的基尔霍夫电路理论不再适用。需要说明的是，随着射频电路的广泛应用和不断发展，射频的频率范围还在向更高的频率延伸，已有资料将射频的高端频率定为大于4GHz。《射频电路理论与设计（第2版）》 一般认为，当频率高于30MHz时电路的设计就

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《射频电路理论与设计（第2版）》为什么要关注射频电路？

目前移动通信（GSM、3G和4G）、全球定位（GPS）、无线局域网（WLAN）、宽带无线接入系统（WIMAX）和射频识别（RFID）等领域，工作频率都已经达到GHz频段。近年来欧洲、美国、日本、澳大利亚和中国等国家相继在60GHz附近划分出免许可的ISM频段，其中我国开放了59GHz～64GHz频段。这使得与上述应用相匹配的射频（RF）电路得到了广泛的应用，并具有良好的前景。

《射频电路理论与设计（第2版）》为什么要关注射频电路？

为了有效地传输信息，无线通信系统需要采用高频率信号，这种需要主要由下面3个因素导致。（1）工作频率越高，带宽越大。（2）工作频率越高，天线尺寸越小。（3）射频电路中电感和电容等元器件的尺寸较小，这使得射频设备的体积进一步减小。《射频电路理论与设计（第2版）》 为了有效地传输信息，无线通信系统需要采用高频率信号，这种1.2射频电路的特点

基尔霍夫电路理论只能用于直流和低频电路的设计，不能用于射频电路的设计。低频频率与射频频率有很大差异，正是由于这种频率的差异，导致低频电路理论与射频电路理论不同。下面将在不同频率下对电路进行讨论，从中可以看出低频电路与射频电路显著不同，对于目前广泛使用的射频频段，必须采用全新的方法加以分析。《射频电路理论与设计（第2版）》1.2射频电路的特点 基尔霍夫电路理论只能用于直流和低频

1.2.1频率与波长

众所周知，在自由空间工作频率与工作波长的乘积等于光的速度，也即

fλ=c=3×108m/s（1.1）

式中，f为工作频率；λ为工作波长；c为光的速度。式（1.1）的结论是：频率越高波长越短。射频频段有很高的频率，所以射频的工作波长很短。《射频电路理论与设计（第2版）》 1.2.1频率与波长《射频电路理论与设计（第2版）》

《射频电路理论与设计（第2版）》 《射频电路理论与设计（第2版）》

1.2.2低频电路理论是射频电路理论的特例

低频电路理论只适用于低频电路设计，射频电路理论有更大的适用范围，低频电路理论是射频电路理论的特例。《射频电路理论与设计（第2版）》 1.2.2低频电路理论是射频电路理论的特例《射频电路理

图1.1所示的是终端短路传输线，根据射频电路理论会得到距离短路终端l处的阻抗为

（1.2）《射频电路理论与设计（第2版）》图1.1终端短路的传输线 图1.1所示的是终端短路传输线，根据射频电路理论会得到距

式中Z0为常数，Z0的取值范围一般为几十到几百之间。式（1.2）改变了低频电路理论的观点，因为低频电路理论会认为Zin=0。下面对式（1.2）加以数值分析。《射频电路理论与设计（第2版）》 式中Z0为常数，Z0的取值范围一般为几十到几百之间。式（

《射频电路理论与设计（第2版）》 《射频电路理论与设计（第2版）》

1.2.3射频电路的分布参数

低频电路理论称为集总参数电路理论；射频电路理论称为分布参数电路理论，分布参数是射频电路的最大特色。《射频电路理论与设计（第2版）》 1.2.3射频电路的分布参数《射频电路理论与设计（第

从正弦交流（AC）电路分析中可以知道，电感L和电容C的电抗XL和XC与频率有关，XL和XC与频率的关系是

式中，ω为角频率，ω=2πf。下面考察当电感L=1nH和电容C=1pF时的电抗XL和XC。《射频电路理论与设计（第2版）》 从正弦交流（AC）电路分析中可以知道，电感L和电容C的电

《射频电路理论与设计（第2版）》 《射频电路理论与设计（第2版）》

1.传输线上的分布参数

射频电路认为传输线上到处都分布着电感和电容，所以射频电路也称为分布参数电路。图1.2一段传输线《射频电路理论与设计（第2版）》 1.传输线上的分布参数图1.2一段传输线《射频

由于分布参数的存在，传输线上电压、电流和阻抗的分布与低频电路完全不同，射频传输线上信号出现了波动性，并导致反射产生，因此需要建立射频电路理论体系。《射频电路理论与设计（第2版）》 由于分布参数的存在，传输线上电压、电流和阻抗的分布与低频

2.无源器件的寄生参数

分布参数的存在还会导致无源器件产生寄生参数，改变无源器件的参量。电阻、电感或电容的引线都存在寄生电感和寄生电容，寄生参数使电阻、电感或电容的等效电路变得复杂，例如低频下的电阻在射频时可能会产生感性或容性。《射频电路理论与设计（第2版）》 2.无源器件的寄生参数《射频电路理论与设计（第2版）

1.2.4集肤效应

在电路中信号是通过导体传输的，导体存在集肤效应。所谓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。集肤效应使导线的有效导电横截面积减小，交流电阻增加。集肤效应如图1.3所示。《射频电路理论与设计（第2版）》 1.2.4集肤效应《射频电路理论与设计（第2版）》

图1.3集肤效应《射频电路理论与设计（第2版）》图1.3集肤效应《射频电路理论与设计（第2版）》

可以用趋肤深度描述集肤效应的程度。趋肤深度δ定义为 式中μ为导体的磁导率，σ为导体的电导率，导体内的电流主要集中在导体表面的趋肤深度内。《射频电路理论与设计（第2版）》 可以用趋肤深度描述集肤效应的程度。趋肤深度δ定义为《射频

《射频电路理论与设计（第2版）》《射频电路理论与设计（第2版）》

在射频电路中，集肤效应引起电路损耗急剧增加，必须考虑分布电阻对射频电路的影响。在传输线上不仅需要考虑电感和电容的分布参数，还需要考虑电阻的分布参数，这使得射频电路与低频电路显著不同。《射频电路理论与设计（第2版）》 在射频电路中，集肤效应引起电路损耗急剧增加，必须考虑分布

射频电路与低频电路的上述差异，不仅导致射频电路理论与低频电路理论不同，甚至导致射频传输线采用了同轴线、平行双导线、带状线和微带线等不同于低频的特殊结构，产生了独特的射频电路理论。《射频电路理论与设计（第2版）》 射频电路与低频电路的上述差异，不仅导致射频电路理论与低频

《射频电路理论与设计（第2版）》微带线同轴线 《射频电路理论与设计（第2版）》微带线同轴线1.3射频系统

射频电路主要应用在无线通信领域，各种射频无线通信系统有类似的结构，下面以移动通信为例介绍射频系统的基本电路结构及主要特点。《射频电路理论与设计（第2版）》1.3射频系统 射频电路主要应用在无线通信领域，各种射频

图1.4射频系统的一般框图《射频电路理论与设计（第2版）》 图1.4射频系统的一般框图《射频电路理论与设计（第2

《射频电路理论与设计（第2版）》 《射频电路理论与设计（第2版）》

在图1.4中，射频前端电路的内容属于本书讲授的内容。射频前端电路主要由滤波器、放大器、混频器和振荡器等功能模块构成，这些功能模块可以构成一般的射频电路系统。

射频电路的设计方法与普通低频电路的设计方法不同。不仅射频放大器的设计与低频电路不同，射频滤波器、振荡器的设计也与低频电路不同，因此需要在射频电路理论的基础上全面学习射频电路的设计方法。《射频电路理论与设计（第2版）》 在图1.4中，射频前端电路的内容属于本书讲

《射频电路理论与设计（第2版）》 《射频电路理论与设计（第2版）》

图16.42超外差式接收机原理图电路（这是利用ADS进行设计）《射频电路理论与设计（第2版）》 图16.42超外差式接收机原理图电路（这是利用ADS进

《射频电路理论与设计（第2版）》ADS仿真界面 《射频电路理论与设计（第2版）》ADS仿真界面

图16.24系统级仿真例程原理图（这是利用ADS进行设计）《射频电路理论与设计（第2版）》 图16.24系统级仿真例程原理图（这是利用ADS进行设

《射频电路理论与设计（第2版）》ADS仿真界面 《射频电路理论与设计（第2版）》ADS仿真界面1.4本书安排《射频电路理论与设计（第2版）》共分3部分。

第1部分为射频电路基础知识和基本理论。内容包括第1章引言和第2～4章，主要介绍射频电路的基本概念、基本参数、图解工具和基本研究方法。第2部分为射频电路设计。内容包括第5～11章的谐振电路设计、匹配电路设计、滤波器设计、放大器设计、振荡器设计、混频器设计和检波器设计。

第3部分为ADS射频电路仿真简介。内容包括第12章，目的是架起射频电路理论与ADS射频仿真设计的桥梁。《射频电路理论与设计（第2版）》1.4本书安排《射频电路理论与设计（第2版）》共分3部分

《射频电路理论与设计（第2版）》《射频电路理论与设计（第2版）》共有12章内容《射频电路理论与设计（第2版）》《射频电路理论与设计（第2

《射频电路理论与设计（第2版）》避开了繁杂的电磁场理论背景知识，从传输线理论出发得到了电压和电流的波动性，并用射频网络的观点设计射频电路，同时将史密斯圆图的图解方法应用到电路的设计中。本书涵盖了射频电路的基本理论和基本设计方法，构成了完整的射频电路解决方案。《射频电路理论与设计（第2版）》 《射频电路理论与设计（第2版）》避开了繁杂的电磁场理论背

《射频电路理论与设计（第2版）》《射频电路理论与设计（第2版）》¤几十个例题。¤约200个习题，并在书末给出了答案。答案非常详细，总计有15页（P333-347）。¤每章附有思考题和练习题。¤

有配套的ADS仿真教材《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》。《射频电路理论与设计（第2版）》《射频电路理论与设计（第2

《射频电路理论与设计（第2版）》

为什么要介绍ADS软件？

射频电路设计比较复杂。

射频电路早期设计是先电磁计算，然后电路设计。现在随着需求的不断提升，指标要求越来越高，而设计周期却越来越短，因此使用软件工具已经成为射频电路设计的必然趋势。在深入理解射频电路理论的基础上，结合软件工具进行设计，是通向射频电路设计成功的最佳路线。

ADS（AdvancedDesignSystem）由美国安捷伦（Agilent）公司开发，可以支持射频电路从模块到系统的设计，是当前射频和微波电路设计的首选工程软件。近几年，国内高校、科研院所和IT公司正推广使用ADS。 《射频电路理论与设计（第2版）》为什么要介绍ADS软件？

ADS软件是当前射频电路设计的首选工程软件，可以支持从模块到系统的设计。ADS（AdvancedDesignSystem）软件由美国安捷伦（Agilent）公司开发，在深入理解射频电路理论的基础上，结合软件仿真工具进行设计，是通向射频电路设计成功的最佳路线。《射频电路理论与设计（第2版）》 ADS软件是当前射频电路设计的首选工程软件，可以支持从

《射频电路理论与设计（第2版）》

安捷伦公司背景

1939年，斯坦福大学电子工程

专业毕业的戴维·帕卡德（DavePackard）和比尔·休利特（BillHewlett）创立了惠普公司。1943年惠普公司为海军研究实验室开发了信号发生器及雷达干扰设备，从而进入微波领域。2000年6月2日，惠普公司把其拥有的安捷伦股份分配给惠普股东，安捷伦公司完全独立。现在安捷伦公司的矢量网络分析仪是全球最优秀的同类测量仪器，该仪器是射频微波行业最高技术的体现，安捷伦公司也因此成为世界最优秀的微波仪器公司。 《射频电路理论与设计（第2版）》

《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》本书从ADS初识篇、ADS使用篇到ADS设计篇，循序渐进系统地介绍了ADS。编写本书的初衷有3个，一是系统介绍ADS的界面构成，使初学者少走弯路，快速入门；二是系统介绍ADS的使用方法和仿真功能，使读者得到指引和启发，掌握ADS的学习要领；三是系统给出ADS射频电路设计的典型实例，使读者通过大量工程实例学会ADS射频电路解决方案。《射频电路理论与设计（第2版）》 《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》《射频电路理

《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》

本书分为3篇，共16章内容。

第1篇（第1章～第3章）为ADS初识篇，简要地介绍了ADS的基本概况，详细地介绍了ADS的工作界面（主视窗、原理图视窗和数据显示视窗）。第2篇（第4章～第6章）为ADS使用篇，系统地介绍了ADS基本操作、ADS仿真功能和ADS自带的仿真实例，可以全面学习ADS使用方法。

第3篇（第7章～第16章）为ADS设计篇，给出了利用ADS进行设计与仿真的大量实例。其中，第7章～第15章为模块级设计，包括匹配网络的设计、定向耦合器的设计、功率分配器的设计、低通滤波器的设计、带通和帯阻滤波器的设计、低噪声放大器的设计、功率放大器的设计、振荡器的设计和混频器的设计；第16章为射频通信系统的系统级设计。《射频电路理论与设计（第2版）》 《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》《射频电路理

《射频电路理论与设计（第2版）》第2篇ADS使用篇

ADS基本操作

ADS仿真概述

ADS仿真例程第3篇

ADS设计篇

集总参数滤波器的设计

分布参数低通滤波器的设计

分布参数带通和带阻滤波器的设计

功率分配器的设计

分支定向耦合器的设计

混合环的设计

匹配网络的设计

偏置电路的设计

低噪声放大器的设计

混频器的设计

射频振荡器的设计

射频接收和发射系统的设计第1篇ADS初识篇

射频电路与ADS

ADS主视窗

ADS设计仿真视窗 《射频电路理论与设计（第2版）》第2篇ADS使用篇

《射频电路理论与设计（第2版）》射频电路设计过程 《射频电路理论与设计（第2版）》射频电路设计过程

《射频电路理论与设计（第2版）》ADS设计过程 《射频电路理论与设计（第2版）》ADS设计过程

《射频电路理论与设计（第2版）》ADS仿真结果ADS版图射频电路理论图 《射频电路理论与设计（第2版）》ADS仿真结果AD

学好理论课是基础

《射频电路理论与设计（第2版）》学习仿真方法，面向实际设计

《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》《射频电路理论与设计（第2版）》 学好理论课是基础《射频电路理论与设计（第2版）》

休息一下《射频电路理论与设计（第2版）》休息一下《射频电路理论与设计（第2版）》

射频电路理论与设计（第2版）《射频电路理论与设计（第2版）》射频电路理论与设计《射频电路理论与设计（第2版）》

《射频电路理论与设计（第2版）》《射频电路理论与设计（第2版）》

本书有配套的仿真教材《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》。2本书在多个章节都有互动。《射频电路理论与设计（第2版）》注重理论设计，而《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》注重仿真设计。《射频电路理论与设计（第2版）》 本书有配套的仿真教材《ADS射频电路设

例如：《射频电路理论与设计（第2版）》例7.5、例7.6、例7.7和例7.8中的滤波器，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第10章和第11章用ADS实现了版图；《射频电路理论与设计（第2版）》例8.1、例8.6、例8.8、例9.5和例9.9中的输入稳定性圆、输出稳定性圆，等增益圆、等噪声圆、等驻波比圆和等Q值曲线，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第7章用ADS实现了在Smith圆图上画图；《射频电路理论与设计（第2版）》第2章、第3章和第6章中的集总参数匹配网络、单支节匹配网络、

阻抗匹配网络和混合匹配网络，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第12章、第13章、第14章和第15章用ADS实现了应用；《射频电路理论与设计（第2版）》第4章中的功率分配器和分支定向耦合器，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第8章和第9章用ADS实现了版图；《射频电路理论与设计（第2版）》第9章和第11章中的增益压缩和三阶交调，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第13章和第15章用ADS实现了仿真曲线；《射频电路理论与设计（第2版）》第8章和第11章中的最小噪声放大器和单平衡混频器，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第12章和第15章用ADS实现了具体设计；《射频电路理论与设计（第2版）》第1章中的射频通信系统，在《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》的第16章用ADS实现了超外差式接收机设计和通信链路预算。《射频电路理论与设计（第2版）》例如：《射频电路理论与设计（第2版）》

第1章引言《射频电路理论与设计（第2版）》第1章《射频电路理论与设计（第2版）》

在射频频段，电路出现了许多独特的性质，这些性质在常用的低频电路中从未遇到，因此需要建立新的射频电路理论体系。射频电路理论是电磁场理论与传统电子学的融合，它将电磁场的波动理论引入电子学，形成了射频电路的理论体系和设计方法。《射频电路理论与设计（第2版）》 在射频频段，电路出现了许多独特的性质，这些性质在常用的低频

射频概念1.1射频系统1.3射频电路的特点1.2本书安排1.4《射频电路理论与设计（第2版）》射频概念1.1射频系统1.3射频电路的特点1.2本书安排11.1射频概念

在电子通信领域，信号采用的传输方式和信号的传输特性是由工作频率决定的。目前射频（RadioFrequency）没有一个严格的频率范围定义，广义地说，可以向外辐射电磁信号的频率称为射频；而在电路设计中，当频率较高、电路的尺寸可以与波长相比拟时，电路可以称为射频电路。《射频电路理论与设计（第2版）》1.1射频概念 在电子通信领域，信号采用的传输方式和信号

对于电磁频谱，按照频率从低到高（波长从长到短）的次序，可以划分为不同的频段，电子通信的发展历程，实际上就是所使用的载波频率由低到高的发展过程。电通信的容量几乎与所使用的频率成正比，对通信容量的要求越高，使用的频率就越高。由于应用领域的众多，对频谱的划分有多种方式，而今较为通用的频谱分段法是由IEEE建立的，见表1.1。《射频电路理论与设计（第2版）》 对于电磁频谱，按照频率从低到高（波长从长到短）的次序，可

《射频电路理论与设计（第2版）》表1.1 《射频电路理论与设计（第2版）》表1.1

《射频电路理论与设计（第2版）》表1.1（续） 《射频电路理论与设计（第2版）》表1.1（续）

一般认为，当频率高于30MHz时电路的设计就需考虑射频电路理论；而射频电路理论应用的典型频段为几百MHz至4GHz，在这个频率范围内，电路需要考虑分布参数的影响，低频的基尔霍夫电路理论不再适用。需要说明的是，随着射频电路的广泛应用和不断发展，射频的频率范围还在向更高的频率延伸，已有资料将射频的高端频率定为大于4GHz。《射频电路理论与设计（第2版）》 一般认为，当频率高于30MHz时电路的设计就

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《射频电路理论与设计（第2版）》为什么要关注射频电路？

目前移动通信（GSM、3G和4G）、全球定位（GPS）、无线局域网（WLAN）、宽带无线接入系统（WIMAX）和射频识别（RFID）等领域，工作频率都已经达到GHz频段。近年来欧洲、美国、日本、澳大利亚和中国等国家相继在60GHz附近划分出免许可的ISM频段，其中我国开放了59GHz～64GHz频段。这使得与上述应用相匹配的射频（RF）电路得到了广泛的应用，并具有良好的前景。

《射频电路理论与设计（第2版）》为什么要关注射频电路？

为了有效地传输信息，无线通信系统需要采用高频率信号，这种需要主要由下面3个因素导致。（1）工作频率越高，带宽越大。（2）工作频率越高，天线尺寸越小。（3）射频电路中电感和电容等元器件的尺寸较小，这使得射频设备的体积进一步减小。《射频电路理论与设计（第2版）》 为了有效地传输信息，无线通信系统需要采用高频率信号，这种1.2射频电路的特点

基尔霍夫电路理论只能用于直流和低频电路的设计，不能用于射频电路的设计。低频频率与射频频率有很大差异，正是由于这种频率的差异，导致低频电路理论与射频电路理论不同。下面将在不同频率下对电路进行讨论，从中可以看出低频电路与射频电路显著不同，对于目前广泛使用的射频频段，必须采用全新的方法加以分析。《射频电路理论与设计（第2版）》1.2射频电路的特点 基尔霍夫电路理论只能用于直流和低频

1.2.1频率与波长

众所周知，在自由空间工作频率与工作波长的乘积等于光的速度，也即

fλ=c=3×108m/s（1.1）

式中，f为工作频率；λ为工作波长；c为光的速度。式（1.1）的结论是：频率越高波长越短。射频频段有很高的频率，所以射频的工作波长很短。《射频电路理论与设计（第2版）》 1.2.1频率与波长《射频电路理论与设计（第2版）》

《射频电路理论与设计（第2版）》 《射频电路理论与设计（第2版）》

1.2.2低频电路理论是射频电路理论的特例

低频电路理论只适用于低频电路设计，射频电路理论有更大的适用范围，低频电路理论是射频电路理论的特例。《射频电路理论与设计（第2版）》 1.2.2低频电路理论是射频电路理论的特例《射频电路理

图1.1所示的是终端短路传输线，根据射频电路理论会得到距离短路终端l处的阻抗为

（1.2）《射频电路理论与设计（第2版）》图1.1终端短路的传输线 图1.1所示的是终端短路传输线，根据射频电路理论会得到距

式中Z0为常数，Z0的取值范围一般为几十到几百之间。式（1.2）改变了低频电路理论的观点，因为低频电路理论会认为Zin=0。下面对式（1.2）加以数值分析。《射频电路理论与设计（第2版）》 式中Z0为常数，Z0的取值范围一般为几十到几百之间。式（

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1.2.3射频电路的分布参数

低频电路理论称为集总参数电路理论；射频电路理论称为分布参数电路理论，分布参数是射频电路的最大特色。《射频电路理论与设计（第2版）》 1.2.3射频电路的分布参数《射频电路理论与设计（第

从正弦交流（AC）电路分析中可以知道，电感L和电容C的电抗XL和XC与频率有关，XL和XC与频率的关系是

式中，ω为角频率，ω=2πf。下面考察当电感L=1nH和电容C=1pF时的电抗XL和XC。《射频电路理论与设计（第2版）》 从正弦交流（AC）电路分析中可以知道，电感L和电容C的电

《射频电路理论与设计（第2版）》 《射频电路理论与设计（第2版）》

1.传输线上的分布参数

射频电路认为传输线上到处都分布着电感和电容，所以射频电路也称为分布参数电路。图1.2一段传输线《射频电路理论与设计（第2版）》 1.传输线上的分布参数图1.2一段传输线《射频

由于分布参数的存在，传输线上电压、电流和阻抗的分布与低频电路完全不同，射频传输线上信号出现了波动性，并导致反射产生，因此需要建立射频电路理论体系。《射频电路理论与设计（第2版）》 由于分布参数的存在，传输线上电压、电流和阻抗的分布与低频

2.无源器件的寄生参数

分布参数的存在还会导致无源器件产生寄生参数，改变无源器件的参量。电阻、电感或电容的引线都存在寄生电感和寄生电容，寄生参数使电阻、电感或电容的等效电路变得复杂，例如低频下的电阻在射频时可能会产生感性或容性。《射频电路理论与设计（第2版）》 2.无源器件的寄生参数《射频电路理论与设计（第2版）

1.2.4集肤效应

在电路中信号是通过导体传输的，导体存在集肤效应。所谓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。集肤效应使导线的有效导电横截面积减小，交流电阻增加。集肤效应如图1.3所示。《射频电路理论与设计（第2版）》 1.2.4集肤效应《射频电路理论与设计（第2版）》

图1.3集肤效应《射频电路理论与设计（第2版）》图1.3集肤效应《射频电路理论与设计（第2版）》

可以用趋肤深度描述集肤效应的程度。趋肤深度δ定义为 式中μ为导体的磁导率，σ为导体的电导率，导体内的电流主要集中在导体表面的趋肤深度内。《射频电路理论与设计（第2版）》 可以用趋肤深度描述集肤效应的程度。趋肤深度δ定义为《射频

《射频电路理论与设计（第2版）》《射频电路理论与设计（第2版）》

在射频电路中，集肤效应引起电路损耗急剧增加，必须考虑分布电阻对射频电路的影响。在传输线上不仅需要考虑电感和电容的分布参数，还需要考虑电阻的分布参数，这使得射频电路与低频电路显著不同。《射频电路理论与设计（第2版）》 在射频电路中，集肤效应引起电路损耗急剧增加，必须考虑分布

射频电路与低频电路的上述差异，不仅导致射频电路理论与低频电路理论不同，甚至导致射频传输线采用了同轴线、平行双导线、带状线和微带线等不同于低频的特殊结构，产生了独特的射频电路理论。《射频电路理论与设计（第2版）》 射频电路与低频电路的上述差异，不仅导致射频电路理论与低频

《射频电路理论与设计（第2版）》微带线同轴线 《射频电路理论与设计（第2版）》微带线同轴线1.3射频系统

射频电路主要应用在无线通信领域，各种射频无线通信系统有类似的结构，下面以移动通信为例介绍射频系统的基本电路结构及主要特点。《射频电路理论与设计（第2版）》1.3射频系统 射频电路主要应用在无线通信领域，各种射频

图1.4射频系统的一般框图《射频电路理论与设计（第2版）》 图1.4射频系统的一般框图《射频电路理论与设计（第2

《射频电路理论与设计（第2版）》 《射频电路理论与设计（第2版）》

在图1.4中，射频前端电路的内容属于本书讲授的内容。射频前端电路主要由滤波器、放大器、混频器和振荡器等功能模块构成，这些功能模块可以构成一般的射频电路系统。

射频电路的设计方法与普通低频电路的设计方法不同。不仅射频放大器的设计与低频电路不同，射频滤波器、振荡器的设计也与低频电路不同，因此需要在射频电路理论的基础上全面学习射频电路的设计方法。《射频电路理论与设计（第2版）》 在图1.4中，射频前端电路的内容属于本书讲

《射频电路理论与设计（第2版）》 《射频电路理论与设计（第2版）》

图16.42超外差式接收机原理图电路（这是利用ADS进行设计）《射频电路理论与设计（第2版）》 图16.42超外差式接收机原理图电路（这是利用ADS进

《射频电路理论与设计（第2版）》ADS仿真界面 《射频电路理论与设计（第2版）》ADS仿真界面

图16.24系统级仿真例程原理图（这是利用ADS进行设计）《射频电路理论与设计（第2版）》 图16.24系统级仿真例程原理图（这是利用ADS进行设

《射频电路理论与设计（第2版）》ADS仿真界面 《射频电路理论与设计（第2版）》ADS仿真界面1.4本书安排《射频电路理论与设计（第2版）》共分3部分。

第1部分为射频电路基础知识和基本理论。内容包括第1章引言和第2～4章，主要介绍射频电路的基本概念、基本参数、图解工具和基本研究方法。第2部分为射频电路设计。内容包括第5～11章的谐振电路设计、匹配电路设计、滤波器设计、放大器设计、振荡器设计、混频器设计和检波器设计。

第3部分为ADS射频电路仿真简介。内容包括第12章，目的是架起射频电路理论与ADS射频仿真设计的桥梁。《射频电路理论与设计（第2版）》1.4本书安排《射频电路理论与设计（第2版）》共分3部分

《射频电路理论与设计（第2版）》《射频电路理论与设计（第2版）》共有12章内容《射频电路理论与设计（第2版）》《射频电路理论与设计（第2

《射频电路理论与设计（第2版）》避开了繁杂的电磁场理论背景知识，从传输线理论出发得到了电压和电流的波动性，并用射频网络的观点设计射频电路，同时将史密斯圆图的图解方法应用到电路的设计中。本书涵盖了射频电路的基本理论和基本设计方法，构成了完整的射频电路解决方案。《射频电路理论与设计（第2版）》 《射频电路理论与设计（第2版）》避开了繁杂的电磁场理论背

《射频电路理论与设计（第2版）》《射频电路理论与设计（第2版）》¤几十个例题。¤约200个习题，并在书末给出了答案。答案非常详细，总计有15页（P333-347）。¤每章附有思考题和练习题。¤

有配套的ADS仿真教材《ADS射频电路设计基础与典型应用（第2版）》。《射频电路理论与设计（第2版）》《射频电路理论与设计（第2

《射频电路理论与设计（第2版）》

为什么要介绍ADS软件？

射频电路设计比较复杂。

射频电路早期设计是先电磁计算，然后电路设计。现在随着需求的不断提升，指标要求越来越高，而设计周期却越来越短，因此使用软件工具已经成为射频电路设计的必然趋势。在深入理解射频电路理论的基础上，结合软件工具进行设计，是通向射频电路设计成功的最佳路线。

ADS（AdvancedDesignSystem）由美国安捷伦（Agilent）公司开发，可以支持射频电路从模块到系统的设计，是当前射频和微波电路设计的首选工程软件。近几年，国内高校、科研院所和IT公司正推广使用ADS。 《射频电路理论与设计（第2版）》为什么要介绍ADS软件？

ADS软件是当前射频电路设计的首选工程软件，可以支持从模块到系统的设计。ADS（AdvancedDesignSystem）软件由美国安捷伦（Agilent）公司开发，在深入理解射频电路理论的基础上，结合软件仿真工具进行设计，是通向射频电路设计成功的最佳路线。《射频电路理论与设计（第2版）》 ADS软件是当前射频电路设计的首选工程软件，可以支持从

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安捷伦公司背景