Advanced Design Techniques and Realizations of Microwave and RF Filters

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出版者:
作者:Jarry, Pierre/ Beneat, Jacques
出品人:
页数:354
译者:
出版时间:2008-7
价格:1169.00元
装帧:
isbn号码:9780470183106
丛书系列:
图书标签:
  • 微波技术
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Understand the fundamentals of designing and realizing microwave and RF filters with the information in Advanced Design Techniques and Realizations of Microwave and RF Filters. Beginning with a brief review of scattering and chain matrices, filter approximations and synthesis, waveguides and transmission lines, and fundamental electromagnetic equations, this book covers design techniques for microwave and RF filters operating across a frequency range from 1 GHz to 35 GHz. Design techniques are explained in some detail, giving you a better understanding of how the technique originated, so that you can propose modifications to suit your needs.

现代通信系统中的无源射频/微波电路设计与优化 内容简介: 本书深入探讨了现代通信系统中至关重要的无源射频(RF)和微波(Microwave)滤波器、耦合器、功分器以及其他关键无源电路的设计、分析与实现技术。面对日益严苛的频谱效率要求、多频段共存的挑战以及对器件小型化和高性能的迫切需求,传统的滤波器设计方法已不能完全满足当前系统的需求。本书旨在提供一套全面且实用的理论框架和工程实践指南,聚焦于先进的设计范式、新兴的结构拓扑以及集成化制造工艺。 全书结构紧凑,逻辑清晰,从基础的无源电路理论出发,逐步深入到复杂的耦合网络、非互易器件以及宽带匹配技术。其核心关注点在于如何在高品质因数(Q值)、低插损(Insertion Loss)、高选择性(Selectivity)与紧凑尺寸之间取得最佳的工程权衡。 第一部分:射频与微波无源电路基础与挑战 本部分首先回顾了射频与微波电路的电磁场基础,重点强调了集总元件与分布式元件的等效建模。详细阐述了传输线理论、S参数分析以及网络合成的基本原理。随后,深入分析了当前无源器件面临的主要挑战: 寄生效应与互耦: 探讨了在微电子集成和高密度封装中,元件间的相互耦合如何影响滤波器的实际性能,并介绍了先进的电磁仿真工具(如HFSS、CST)在预测和抑制这些效应中的应用。 高Q值材料与工艺限制: 对比了不同基板材料(如低损耗陶瓷、特种PCB层压板)的介电常数和损耗角正切对器件性能的制约,讨论了超导技术在超高Q值滤波器中的初步应用前景。 第二部分:先进滤波器设计理论与拓扑结构 本部分是全书的重点,系统介绍了多种面向现代应用的先进滤波器设计方法,超越了传统的切比雪夫(Chebyshev)和椭圆(Elliptic)滤波器设计。 2.1 耦合线网络与综合技术 详细讲解了耦合系数的精确计算和端部效应对耦合线的影响。重点介绍了多节耦合线滤波器的级联技术和用于实现特定传输零点(Transmission Zeros)的先进综合方法,包括: 部分分式展开法(Partial Fraction Expansion): 针对高阶滤波器,如何利用该方法精确确定对应于所需极点和零点的电路元件值。 耦合矩阵(Coupling Matrix)理论: 这是现代滤波器设计的核心工具。本书提供了构建、求解和对角化耦合矩阵的详细步骤,用于实现任意响应的滤波器,特别是那些具有非正交模式或复杂耦合路径的结构。 2.2 新兴的腔体与波导滤波器 针对高功率应用和极低损耗需求,本书详细分析了各种腔体滤波器的设计与调谐: 交指滤波器(Interdigital Filters)与梳状线滤波器: 侧重于其在毫米波频段的实现技巧,包括如何控制不同指间距的耦合强度。 方形/圆形波导谐振腔: 探讨了TM/TE模的选择性、模间串扰的抑制,以及如何通过耦合孔、探针或环形耦合器实现输入输出耦合。特别关注了交错耦合(Cross-Coupling)技术在引入传输零点、提升带外抑制方面的应用。 2.3 嵌入式零点与混合耦合结构 本书深入探讨了如何通过特定的结构来实现精确的嵌入式传输零点,以获得尖锐的带外衰减特性,这对于抑制相邻信道干扰至关重要: 非相邻耦合(Non-Adjacent Coupling): 介绍了通过在滤波器结构中引入间接耦合路径(例如,通过耦合孔或附加的谐振腔)来精确控制零点位置的方法。 混合谐振器: 讨论了将不同类型的谐振器(如螺旋线圈与微带贴片、波导与腔体)组合起来形成新型耦合网络的设计思路,以实现宽带且高选择性的响应。 第三部分:小型化与集成化技术 随着移动通信系统对设备尺寸的严格要求,无源器件的小型化成为核心研究方向。 3.1 螺旋线圈与折叠技术 详细分析了在有限的PCB面积内如何设计高Q值的电感元件。探讨了折叠线(Folded Line)、螺旋结构的寄生电容建模与优化。针对极高频率,本书还介绍了螺旋波导的概念及其在小型化滤波设计中的应用潜力。 3.2 介质谐振器(DR)与陶瓷技术 本书详细阐述了介质谐振器(DR)滤波器的设计流程,其核心优势在于体积小巧和高Q值: 模式识别与抑制: 讲解了如何通过有限元方法精确分析介质块内部的电磁场分布,识别并抑制不期望的谐振模式(如TE010模与TM011模的耦合)。 调谐机制: 探讨了使用通孔(Via)、金属化贴片或插入金属块对DR滤波器进行精确调谐和温度补偿的工程方法。 3.3 混合集成与前端模块化 介绍了当前先进的射频前端(RFFE)集成技术,如何将滤波器、功率放大器和低噪声放大器集成到一个封装内: LTCC/HTCC 多层陶瓷技术: 阐述了如何利用低温/高温共烧陶瓷技术制造出具有良好重复性和稳定性的三维滤波器结构。 腔体与CMOS/GaAs的共封装: 探讨了如何在高频系统中,将性能优异的波导或腔体滤波器(作为无源基石)与有源半导体器件进行高效、低损耗的电磁连接和封装。 第四部分:无源电路的线性化与非线性特性 本书不仅关注器件的线性工作点,也深入分析了器件在实际工作环境下的非理想特性和线性化需求。 交调与互调失真(IIP3): 分析了虽然滤波器是无源器件,但其非线性特性,特别是高功率输入下的材料介电损耗和元件间的微小接触电阻,如何影响系统的三阶交调点。 宽带匹配网络: 针对多频段或宽带系统,详细介绍了基于巴特沃斯-泰勒(Butterworth-Chebyshev)混合响应的匹配网络设计,以及如何使用无损耗的输入输出匹配技术来最大化系统的效率和线性度。 本书内容兼顾了理论的严谨性和工程实现的实用性,是射频工程师、微波系统设计师以及从事电磁兼容性研究人员的理想参考资料。

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读到《Advanced Design Techniques and Realizations of Microwave and RF Filters》这个书名,我脑海中立刻浮现出那些在实验室里反复调试、在微波暗室里进行精确测量的场景。我对本书的期待主要集中在“Realizations”这个部分,因为理论上的设计固然重要,但最终的实现才是检验设计优劣的试金石。我希望能在这本书中找到关于如何将抽象的电路模型转化为实实在在的物理器件的宝贵经验。这可能涉及到各种制造工艺的介绍,例如CNC加工、蚀刻、薄膜沉积等,以及不同材料特性(如介电常数、损耗因子、温度稳定性等)对滤波器性能的影响。我特别好奇书中是否会讨论如何处理滤波器在实际生产过程中可能出现的各种偏差,以及如何进行有效的校准和调整。如果能看到一些具体的实现案例,例如某个特定频段的微带滤波器、同轴腔体滤波器或者波导滤波器的设计和实现过程,那将是非常有价值的。我希望这本书能够帮助我理解从设计理念到最终产品的全过程,弥补我在实际制作和调试方面的经验不足。

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当我看到《Advanced Design Techniques and Realizations of Microwave and RF Filters》这本书名时,我内心涌现的是一种对未知领域探索的渴望。《Advanced Design Techniques》这几个字,让我相信这本书会揭示一些我从未接触过的滤波器设计新方法。我迫切地想知道,除了传统的Butterworth、Chebyshev等滤波器设计外,还有哪些更高级、更精妙的设计思路能够帮助我应对当前日益严苛的性能指标要求。我希望书中能够介绍一些在非线性电路、多模耦合、以及电磁带隙结构等方面的应用,这些都是我感兴趣的研究方向。而“Realizations”则让我对接下来的工程实现充满了期待,我希望书中能够提供一些关于如何克服实际制造限制、如何精确控制滤波器参数、以及如何提高滤波器鲁棒性的实用建议。这本书不仅仅是理论的堆砌,更是一次工程实践的指南,它能够帮助我理解设计理论如何转化为实际的产品,并在实际应用中发挥作用。我希望这本书能够激发我的灵感,帮助我在微波射频滤波器领域取得更大的突破。

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这本《Advanced Design Techniques and Realizations of Microwave and RF Filters》的书名实在引人遐想,一看就知道它绝非泛泛之辈。我一直对微波和射频滤波器领域充满了好奇,尤其是在处理日益复杂的信号处理需求和不断缩小的设备尺寸的今天,高性能滤波器的设计显得尤为重要。书名中的“Advanced Design Techniques”就直接击中了我的痛点,我迫切地想知道当前最前沿的设计思路和理论框架是什么,以及如何将这些先进的理论转化为实际可用的滤波器。而且,“Realizations”这个词也暗示了这本书不仅仅停留在理论层面,而是会深入探讨如何将设计理念付诸实践,如何克服工程上的各种挑战,例如器件的非理想性、寄生效应、以及如何在不同的制造工艺下实现高性能的滤波器。我尤其期待书中能够介绍一些当前主流的仿真工具和设计流程,以及针对不同应用场景(例如通信、雷达、电子对抗等)的滤波器的具体设计案例和优化方法。我猜测书中可能会包含一些关于新型滤波器结构、新型材料的应用、以及如何通过电磁仿真软件进行精确建模和验证的章节,这些都是我非常感兴趣的内容。总而言之,我希望这本书能够成为我在微波射频滤波器领域学习和研究的宝贵参考,帮助我打开新的视野,掌握解决实际问题的能力。

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我对于《Advanced Design Techniques and Realizations of Microwave and RF Filters》这本书抱持着一种“求知若渴”的态度,因为在我的工作经历中,滤波器设计一直是一个既熟悉又充满挑战的领域。我常常在实际应用中遇到各种性能瓶颈,例如插入损耗过大、带外抑制不足、或者在特定频率点出现奇特的谐振等。书名中的“Advanced Design Techniques”让我对这本书充满了期待,我希望它能提供一些突破传统思维的解决方案,例如介绍一些非常规的滤波器拓扑,或者利用某些新兴的电磁理论来优化滤波器性能。同时,“Realizations”这个词也暗示了本书会深入到工程实现的细节,这正是我所需要的。我希望书中能够详细阐述如何在实际电路板上实现这些复杂的滤波器,如何考虑PCB布局、走线、以及地平面效应等对滤波器性能的影响。此外,对于不同类型的滤波器(例如腔体滤波器、介质滤波器、SAW滤波器、BAW滤波器等),我也期望书中能给出各自的优缺点分析以及适用场景的指导。如果书中还能包含一些关于滤波器参数提取、寄生效应补偿、以及测试和调试的实用技巧,那就更完美了。我希望这本书能够成为我解决实际工程难题的“武林秘籍”。

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《Advanced Design Techniques and Realizations of Microwave and RF Filters》这本书名,让我联想到那些在微波领域辛勤耕耘的工程师们,他们不仅需要深厚的理论功底,更需要精湛的工程实践能力。我个人对“Advanced Design Techniques”部分尤为关注,因为我认为掌握最前沿的设计理念是提升滤波器性能的关键。我期望书中能够深入探讨一些目前流行的设计方法,比如基于电磁仿真软件的优化设计、人工智能辅助设计、或者利用机器学习来预测和改进滤波器参数。我希望书中能够提供一些具体的算法和流程,让我能够学习如何在复杂电磁环境下设计出高性能的滤波器,例如低旁瓣、高选择性、以及宽带特性。另外,“Realizations”这个词也暗示了本书会涉及如何将这些先进的设计转化为实际可用的产品。我期待书中能够介绍一些关于不同滤波器类型的实现技术,以及在实现过程中可能遇到的挑战和相应的解决方案。如果书中还能包含一些关于滤波器集成、小型化以及可靠性方面的讨论,那将是对我非常有帮助的。

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