無線收發(fā)器設(shè)計指南:現(xiàn)代無線設(shè)備與系統(tǒng)篇(原書第2版)
定 價:99 元
叢書名:新視野電子電氣科技叢書
- 作者:[以色列]阿里埃勒·盧扎托(Ariel Luzzatto)
- 出版時間:2019/1/1
- ISBN:9787302510796
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TN924-62
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書立足于工程實踐,采用全面而系統(tǒng)的論述方式,對傳統(tǒng)的、先進(jìn)的全數(shù)字無線收發(fā)器的架構(gòu)和詳細(xì)設(shè)計分別進(jìn)行了討論,清晰而簡練,易讀性好。在各章還末尾設(shè)置了許多實例和問題。幫助讀者深入了解它們所涉及的機(jī)制。
本書立足于工程實踐,采用全面而系統(tǒng)的論述方式,對傳統(tǒng)的、先進(jìn)的全數(shù)字無線收發(fā)器的架構(gòu)和詳細(xì)設(shè)計分別進(jìn)行了討論,清晰而簡練,易讀性好。在各章還末尾設(shè)置了許多實例和問題。幫助讀者深入了解它們所涉及的機(jī)制。
前言
隨著大規(guī)模射頻(RF)半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,世界正在真真正正地走向無線。幾乎所有我們曾經(jīng)看到的連接著插頭和電線的東西,現(xiàn)在漸漸都變成了無線連接。無論是出于管理的目的,還是出于建立系統(tǒng)的目的,抑或是為了連接大型系統(tǒng),成為系統(tǒng)的一部分,越來越多的商業(yè)產(chǎn)品也都兼容了無線網(wǎng)連接功能。無線技術(shù)、協(xié)議、物理層、頻段和應(yīng)用的數(shù)量正在爆炸式增長,F(xiàn)在,商業(yè)價格合理的、低電流消耗的千兆赫茲采樣AD轉(zhuǎn)換電路越來越多,而且其信號處理速率在不斷提高,計算能力也在不斷增強(qiáng),這使得收發(fā)機(jī)環(huán)路中越來越多的硬件RF模塊被替換為相應(yīng)的軟件算法。然而,無論是怎樣的實現(xiàn)方式,從架構(gòu)的角度來看,RF模塊、環(huán)路結(jié)構(gòu)以及射頻系統(tǒng)級的設(shè)計基本沒有發(fā)生什么變化。因此,我們見證著一個特殊的信號處理領(lǐng)域的發(fā)展,在這個領(lǐng)域中,不僅需要對RF設(shè)計技術(shù)有著系統(tǒng)級、子系統(tǒng)級和模塊級的深刻理解和嫻熟技巧,同時需要在特定的與RF緊密相關(guān)的信號處理領(lǐng)域擁有著前沿的了解和先進(jìn)的技術(shù)。這種發(fā)展引發(fā)了對該領(lǐng)域的專家的需求,一般我們稱這些專家為信號處理導(dǎo)向性射頻工程師或射頻導(dǎo)向性信號處理工程師。當(dāng)然,現(xiàn)在仍然存在著一些無法用軟件實現(xiàn)的RF模塊,它們會繼續(xù)以硬件的形式存在著。故本書將同時兼顧基于硬件的設(shè)計方法和全數(shù)字的設(shè)計技術(shù),如直接RF采樣(Direct RF Sampling,DRFS)技術(shù)。 此外,對于那些我們認(rèn)為現(xiàn)成組件可用或適合于信號處理的模塊,我們將主要關(guān)注其系統(tǒng)級設(shè)計,只有對那些我們認(rèn)為將一直以硬件形式保留的特殊功能模塊,才對其進(jìn)行詳細(xì)的硬件設(shè)計討論。
致老師
本書是2007年出版的第1版《無線收發(fā)器設(shè)計》的面向教學(xué)的演進(jìn),旨在成為教師、三年級和四年級本科工程學(xué)生、研究生和研發(fā)工程師使用的指導(dǎo)教材。
本書是作者根據(jù)其廣泛的教學(xué)經(jīng)驗編寫而成的,其內(nèi)容很好地適應(yīng)了教學(xué)目標(biāo),特別是有效地幫助了老師進(jìn)行相關(guān)課程的備課。
本書包括大量充分的練習(xí)和例子,幫助大家在學(xué)習(xí)的路上建立信心。附錄提供了在實際中使用過的、典型的、格式合適的兩小時考試試卷,學(xué)習(xí)過該書的學(xué)生應(yīng)該可以輕松應(yīng)對。
為了提供一個非常友好的、不客氣的和自我評價的指南,這本以教學(xué)為導(dǎo)向的教科書在每個主要章節(jié)的主體中都包含詳細(xì)的啟發(fā)式解釋以及最終的適用結(jié)果和詳細(xì)的例子。這些啟發(fā)式解釋和示例可以讓讀者徹底了解和感受所涉及的機(jī)制,幫助其建立信心,使學(xué)生正確使用適用的結(jié)果和公式(仍然不強(qiáng)求他們深入到復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算中)并協(xié)助教師保持討論暢通無阻。書中也提供了詳細(xì)的數(shù)學(xué)證明和公式以及更加復(fù)雜艱深的討論。但是,為了讓理論在實踐和教育中得到更好的使用,它們不是本書必須閱讀的內(nèi)容,而是以附錄的方式放到了全書的末尾,以便讓感興趣的讀者在需要的時候了解細(xì)節(jié)。
從教師的角度來看,上述結(jié)構(gòu)有助于從不同層次的深度準(zhǔn)備課程,從基本的理解出發(fā),讓教師在需要的時候選擇性地放大與深入課程。
最后兩章包括了相關(guān)背景主題的基本理論和有用的提示,幫助補(bǔ)充知識的漏洞,為教師和學(xué)生減少了了解新學(xué)科或補(bǔ)充知識漏洞時巨大的搜索資料任務(wù)與時間。
關(guān)于作者
Ariel Luzzatto擁有超過35年的研發(fā)經(jīng)驗,主要設(shè)計商業(yè)和工業(yè)通信與射頻產(chǎn)品。 Ariel是摩托羅拉以色列有限公司的首席科學(xué)家。截至2009年,他擔(dān)任L&L科學(xué)有限公司的首席執(zhí)行官,以及以色列幾所主要學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的通信電路和系統(tǒng)講師。他擁有博士學(xué)位和應(yīng)用數(shù)學(xué)碩士學(xué)位,以及電子工程理學(xué)學(xué)士學(xué)位,均來自特拉維夫(Tel Aviv)大學(xué)。
Motti Haridim擁有以色列理工學(xué)院(Technion, Israel Institute of Technology,Haifa)博士學(xué)位,是以色列霍隆理工學(xué)院(Holon Institute of Technology,HIT)電氣工程專業(yè)的教授。他的研究方向和成就主要集中在通信系統(tǒng)的物理層,包括光通信、射頻通信、天線和電磁輻射等。他在天線、輻射、射頻通信和光通信的理論和應(yīng)用方面擁有100多篇技術(shù)性論文。自2014年起,他擔(dān)任HIT學(xué)術(shù)發(fā)展副總裁。
致謝
作者想要感謝加迪·希拉齊(Gadi Shirazi)先生作為共同撰稿人的貢獻(xiàn),2007年是他與Ariel Luzzatto博士合作出版了本書第1版。
目錄
第1章簡介
1.1射頻系統(tǒng)
1.1.1射頻系統(tǒng)的概念
1.1.2頻譜
1.1.3蜂窩的概念
1.2無線系統(tǒng)和技術(shù)的詳細(xì)概述
1.2.1系統(tǒng)類型
1.2.2無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
1.2.3無線局域網(wǎng)
1.2.4無線廣域網(wǎng)
1.2.5訪問方式
1.2.6發(fā)射接收機(jī)制
參考文獻(xiàn)
第2章收發(fā)機(jī)架構(gòu)
2.1接收機(jī)架構(gòu)
2.2超外差接收機(jī)
2.2.1定義及工作原理
2.2.2優(yōu)缺點(diǎn)
2.2.3中頻頻率的選擇
2.3直接變頻接收機(jī)
2.3.1定義及工作原理
2.3.2優(yōu)缺點(diǎn)
2.4直接射頻采樣接收機(jī)
2.4.1定義及工作原理
2.4.2直接射頻采樣中I和Q信道的恢復(fù)
2.5發(fā)射機(jī)系統(tǒng)
2.6兩次變頻發(fā)射機(jī)
2.6.1定義及工作原理
2.6.2優(yōu)缺點(diǎn)
2.7直接發(fā)射機(jī)
2.7.1定義及工作原理
2.7.2優(yōu)缺點(diǎn)
2.8直接射頻采樣發(fā)射機(jī)
2.9收發(fā)機(jī)架構(gòu)
2.10全雙工/半雙工架構(gòu)
2.11時分架構(gòu)
2.12習(xí)題詳解
2.13等式背后的理論
2.13.1直接射頻采樣發(fā)射機(jī)
2.13.2采樣理論
參考文獻(xiàn)
第3章接收機(jī)系統(tǒng)
3.1靈敏度
3.1.1靈敏度是什么
3.1.2中間靈敏度
3.1.3靈敏度的測量
3.2同信道抑制
3.2.1定義及工作原理
3.2.2同信道抑制的測量
3.3選擇性
3.3.1定義及工作原理
3.3.2選擇性的測量
3.4阻塞
3.4.1定義及工作原理
3.4.2阻塞的測量
3.5互調(diào)抑制
3.5.1定義及工作原理
3.5.2互調(diào)的測量
3.6鏡像抑制
3.6.1定義及工作原理
3.6.2鏡像抑制的測量
3.7半中頻抑制
3.7.1定義及工作原理
3.7.2半中頻抑制的測量
3.8動態(tài)范圍
3.8.1定義及工作原理
3.8.2動態(tài)范圍的測量
3.9雙工靈敏度劣化
3.9.1定義及工作原理
3.9.2雙工靈敏度惡化的測量
3.10其余雙工雜散
3.11其他接收機(jī)干擾
3.12習(xí)題詳解
3.13公式背后的理論
3.13.1靈敏度
3.13.2同信道抑制
3.13.3選擇性
3.13.4互調(diào)
3.13.5鏡像抑制
3.13.6半IF抑制
3.13.7雙工器機(jī)制
3.13.8雙工靈敏度劣化
3.14直接RF采樣接收機(jī)的延伸
3.14.1ADC噪聲因子
3.14.2DRFS接收機(jī)中的信噪比,選擇性和阻塞
3.14.3關(guān)于量化噪聲的提示
參考文獻(xiàn)
第4章發(fā)射機(jī)
4.1峰均比
4.1.1定義及工作原理
4.1.2峰均比的測量
4.2射頻功率放大器的非線性
4.2.1什么是射頻功率放大器的非線性
4.2.2功率放大器的三階主導(dǎo)特性
4.2.3功率放大器的四階主導(dǎo)特性
4.2.4功率放大器輸出的帶內(nèi)頻譜圖
4.2.5功率放大器的模擬方法
4.2.6N階互調(diào)失真
4.2.7N階輸入截點(diǎn)
4.3發(fā)射機(jī)技術(shù)規(guī)范
4.3.1頻譜罩
4.3.2誤差矢量幅度
4.3.3相鄰信道功率比
4.3.4功率放大器(PA)效率
4.3.5發(fā)射機(jī)瞬態(tài)
4.3.6空間輻射
4.3.7傳導(dǎo)輻射
4.4增強(qiáng)技術(shù)
4.4.1線性化技術(shù)
4.4.2包絡(luò)跟蹤供應(yīng)
4.5習(xí)題詳解
4.6方程式相關(guān)理論
4.6.1準(zhǔn)靜態(tài)射頻信號的峰均比計算
4.6.2功放非線性的分析模型
4.6.3功放非線性對數(shù)字調(diào)制的影響
4.6.4功放非線性對頻譜形狀的影響
4.6.5功率放大器的非線性表征
參考文獻(xiàn)
第5章綜合器
5.1整數(shù)N分頻綜合器
5.2分?jǐn)?shù)N綜合器
5.2.1定義及工作原理
5.2.2示例: 雙計數(shù)分?jǐn)?shù)N綜合器
5.3直接數(shù)字綜合器
5.4整數(shù)N/DDS混合頻率綜合器
5.5習(xí)題詳解
5.6公式背后的原理
參考文獻(xiàn)
第6章振蕩器
6.1低功耗自限幅振蕩器
6.1.1定義及工作原理
6.1.2實際電路
6.2基于分布式諧振器的振蕩器
6.3習(xí)題詳解
6.4方程基礎(chǔ)理論
6.4.1通用型結(jié)構(gòu)濾波器分析
6.4.2Leeson方程
6.4.3諧振傳輸線的集總等效電路
6.4.4壓控振蕩器
參考文獻(xiàn)
第7章RF模塊
7.1天線
7.1.1天線的定義
7.1.2天線的工作原理
7.1.3天線的基本參數(shù)
7.1.4天線陣列
7.1.5智能天線
7.1.6天線類型
7.1.7習(xí)題詳解
7.2低噪聲放大器
7.2.1定義及工作原理
7.2.2兩端口網(wǎng)絡(luò)的噪聲(經(jīng)典方法)
7.2.3LNA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
7.3濾波器
7.3.1濾波器設(shè)計
7.3.2濾波器系列
7.3.3濾波器類型
7.3.4濾波器技術(shù)
7.4功率放大器
7.4.1放大器分類
7.4.2設(shè)計
7.5混頻器
7.5.1性能測量
7.5.2混頻器的種類
7.5.3MOSFET混頻器
7.5.4雙極型混頻器
參考文獻(xiàn)
第8章備注
8.1射頻信道
8.1.1大尺度衰落和小尺度衰落
8.1.2衰落余量
8.1.3衰落分類
8.1.4多普勒效應(yīng)
8.2噪聲
8.2.1熱噪聲
8.2.2信噪比
8.2.3噪聲因子和噪聲系數(shù)
8.3傳輸
8.3.1對數(shù)標(biāo)度
8.3.2Friis公式
8.3.3雙徑模型
8.4路徑損耗
8.5調(diào)制
8.5.1幅度調(diào)制
8.5.2頻率調(diào)制
8.5.3建模載波相位噪聲為窄帶FM
8.6多輸入和多輸出
參考文獻(xiàn)
附錄附加測試
測試1
測試2
術(shù)語表