本書以學(xué)科理論為基礎(chǔ)，以工程實踐為導(dǎo)向，以系統(tǒng)設(shè)計為核心，全面論述了射頻通信鏈路各模塊的基礎(chǔ)原理、指標(biāo)需求和應(yīng)用設(shè)計方法。本書主要分為射頻通信系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)、收發(fā)機(jī)架構(gòu)、接收機(jī)設(shè)計、發(fā)射機(jī)設(shè)計和時鐘系統(tǒng)設(shè)計5大部分，涵蓋了射頻通信系統(tǒng)設(shè)計的全面信息，闡述了相關(guān)指標(biāo)的系統(tǒng)分析處理方法，在高校和企業(yè)之間架起一座橋梁，為社會培養(yǎng)具備系統(tǒng)工程能力的復(fù)合型人才。
本書適用于電子信息類相關(guān)專業(yè)的高年級本科生和研究生，以及射頻通信領(lǐng)域的工程師。
本書遵循教指委相關(guān)指導(dǎo)文件和高等院校學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律編寫而成。踐行四新理念，融入思政元素，注重理論與實踐相結(jié)合。
第五代移動通信(5G)支持更多的頻段，可進(jìn)行更復(fù)雜的信號處理。5G的大規(guī)模商用，促使射頻前端在通信系統(tǒng)中的地位進(jìn)一步提升。
本書以無線移動通信中的射頻系統(tǒng)為應(yīng)用背景，介紹各單元電路和架構(gòu)鏈路的工作原理和性能要求，同時重點從系統(tǒng)設(shè)計的角度出發(fā)論述各項性能指標(biāo)與電路、鏈路參數(shù)之間的關(guān)系，并通過應(yīng)用設(shè)計實例加以說明。在內(nèi)容編排上，首先對整個射頻通信系統(tǒng)進(jìn)行概要介紹，讓讀者有宏觀認(rèn)識；然后講述整個射頻通信的基礎(chǔ)理論，包括基本通信鏈路、射頻設(shè)計基礎(chǔ)、射頻單元電路和射頻基本算法；而后對射頻收發(fā)機(jī)架構(gòu)進(jìn)行介紹，包括超外差、零中頻和射頻直采架構(gòu)；最后重點分析接收機(jī)、發(fā)射機(jī)和時鐘系統(tǒng)的指標(biāo)需求和設(shè)計方法，結(jié)合應(yīng)用實例，對系統(tǒng)全鏈路綜合設(shè)計進(jìn)行說明。
本書重點探討移動通信系統(tǒng)，同時也針對其他領(lǐng)域的無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用，比如無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙、全球定位系統(tǒng)和超寬帶通信。本書的讀者對象主要是電子信息工程方向的高年級本科生和研究生，同時也可為相關(guān)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的射頻通信工程師提供理論和應(yīng)用參考。
本書有以下幾個特點：
1) 理論實踐，融會貫通。在講述電路和鏈路時，強(qiáng)調(diào)概念應(yīng)用和功能實現(xiàn)，避免傳統(tǒng)專業(yè)書籍“重理論輕工程”的通病，通過理論與實踐的有機(jī)結(jié)合，達(dá)到學(xué)深悟透的效果。
2) 內(nèi)容設(shè)計，系統(tǒng)全面。內(nèi)容包含射頻單元電路、射頻基本算法和系統(tǒng)鏈路架構(gòu)，涵蓋射頻通信點與面、基礎(chǔ)與深入、局部與系統(tǒng)的全棧體系結(jié)構(gòu)。
3) 專業(yè)知識，行業(yè)前沿。提煉無線移動產(chǎn)品射頻系統(tǒng)研發(fā)工作所需的核心基礎(chǔ)知識和技能，所講內(nèi)容專業(yè)、精練，且均為行業(yè)最新技術(shù)，并分析在當(dāng)前新技術(shù)和新需求下的發(fā)展 趨勢。
本書共6章。第1章為緒論，第2章為射頻通信系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)，第3章為射頻收發(fā)機(jī)架構(gòu)，第4章為射頻通信接收機(jī)設(shè)計，第5章為射頻通信發(fā)射機(jī)設(shè)計，第6章為射頻通信時鐘系統(tǒng)設(shè)計。
感謝電子科技大學(xué)教務(wù)處和自動化工程學(xué)院的大力支持，感謝電子科技大學(xué)射頻通信課程組對本書提出的寶貴建議。
鑒于編者水平有限，書中難免存在不足甚至錯誤之處，歡迎廣大讀者提出寶貴的建議和意見，以便再版時改進(jìn)，聯(lián)系郵箱地址為mawenjian@uestc.edu.cn。
編 者
于成都 電子科技大學(xué)
高等院校教師
前言
第1章 緒論1
1.1 無線通信系統(tǒng)1
1.1.1 基本構(gòu)成1
1.1.2 典型網(wǎng)絡(luò)2
1.1.3 關(guān)鍵技術(shù)10
1.2 射頻通信系統(tǒng)發(fā)展趨勢14
1.2.1 寬帶化14
1.2.2 數(shù)字化15
1.2.3 集成化16
參考文獻(xiàn)16
第2章 射頻通信系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)18
2.1 基本通信鏈路18
2.1.1 無線信道19
2.1.2 信號構(gòu)成21
2.1.3 信號調(diào)制與解調(diào)24
2.2 射頻設(shè)計基礎(chǔ)28
2.2.1 噪聲28
2.2.2 峰均比32
2.2.3 非線性34
2.2.4 阻抗匹配44
2.2.5 采樣轉(zhuǎn)換52
2.3 射頻單元電路63
2.3.1 功率放大器63
2.3.2 低噪聲放大器71
2.3.3 混頻器76
2.3.4 射頻開關(guān)82
2.3.5 衰減器85
2.3.6 射頻濾波器89
2.3.7 功率檢波器100
2.3.8 時鐘鎖相環(huán)104
2.3.9 直接數(shù)字頻率合成器115
2.3.10 功率分配器121
2.3.11 耦合器124
2.3.12 移相器128
2.3.13 天線136
2.4 射頻基本算法143
2.4.1 載波聚合CA144
2.4.2 數(shù)字變頻DUC/DDC145
2.4.3 削波CFR147
2.4.4 數(shù)字預(yù)失真DPD149
2.4.5 自動增益控制AGC152
參考文獻(xiàn)156
第3章 射頻收發(fā)機(jī)架構(gòu)159
3.1 超外差架構(gòu)159
3.1.1 基本原理159
3.1.2 特性分析161
3.1.3 設(shè)計考慮162
3.2 零中頻架構(gòu)166
3.2.1 基本原理166
3.2.2 特性分析167
3.2.3 設(shè)計考慮170
3.3 射頻直采架構(gòu)173
3.3.1 基本原理173
3.3.2 特性分析173
3.3.3 設(shè)計考慮175
3.4 架構(gòu)對比與選擇177
3.5 射頻收發(fā)機(jī)178
3.5.1 零中頻RFIC179
3.5.2 射頻直采RFIC183
3.6 架構(gòu)演進(jìn)185
3.6.1 演進(jìn)訴求185
3.6.2 演進(jìn)方向186
3.6.3 演進(jìn)示例187
參考文獻(xiàn)188
第4章 射頻通信接收機(jī)設(shè)計189
4.1 指標(biāo)體系189
4.2 靜態(tài)靈敏度190
4.2.1 指標(biāo)定義190
4.2.2 需求分析190
4.2.3 設(shè)計分解191
4.3 鄰道選擇性192
4.3.1 指標(biāo)定義192
4.3.2 需求分析193
4.3.3 設(shè)計分解193
4.4 阻塞特性195
4.4.1 指標(biāo)定義195
4.4.2 需求分析196
4.4.3 設(shè)計分解198
4.5 互調(diào)特性205
4.5.1 指標(biāo)定義205
4.5.2 需求分析206
4.5.3 設(shè)計分解207
4.6 綜合設(shè)計208
參考文獻(xiàn)211
第5章 射頻通信發(fā)射機(jī)設(shè)計212
5.1 指標(biāo)體系212
5.2 發(fā)射功率213
5.2.1 指標(biāo)定義213
5.2.2 需求分析215
5.2.3 設(shè)計分解216
5.3 頻譜帶寬219
5.3.1 指標(biāo)定義219
5.3.2 設(shè)計分析219
5.4 發(fā)射雜散220
5.4.1 指標(biāo)定義221
5.4.2 需求分析225
5.4.3 設(shè)計分解225
5.5 發(fā)射互調(diào)228
5.5.1 指標(biāo)定義228
5.5.2 需求分析229
5.5.3 設(shè)計分解230
5.6 調(diào)制精度231
5.6.1 指標(biāo)定義231
5.6.2 需求分析232
5.6.3 設(shè)計分解233
5.7 反饋校正240
5.7.1 需求分析241
5.7.2 方案設(shè)計242
5.7.3 性能分析244
5.8 綜合設(shè)計246
參考文獻(xiàn)249
第6章 射頻通信時鐘系統(tǒng)設(shè)計250
6.1 時鐘同步250
6.1.1 指標(biāo)定義251
6.1.2 需求分析251
6.1.3 技術(shù)原理252
6.1.4 應(yīng)用挑戰(zhàn)257
6.2 時鐘抖動與相位噪聲259
6.2.1 指標(biāo)定義259
6.2.2 關(guān)系轉(zhuǎn)換260
6.3 時鐘接口262
6.3.1 LVDS262
6.3.2 LVPECL263
6.3.3 CML263
6.3.4 接口對比265
6.3.5 匹配方法265
6.4 時鐘設(shè)計273
6.4.1 時鐘架構(gòu)273
6.4.2 需求分析273
6.4.3 設(shè)計分解274
參考文獻(xiàn)276
附錄 術(shù)語表278
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