RF Power Amplifier for Wireless Communications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Artech House on Demand

作者:Cripps, Steve C.

出品人:

页数:356

译者:

出版时间:1999-3

价格:$ 176.28

装帧:HRD

isbn号码:9780890069899

丛书系列:

图书标签:

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射频功率放大器在无线通信中的应用：技术前沿与设计实践 本书旨在全面深入地探讨高性能射频功率放大器（RF Power Amplifiers, PAs）在现代无线通信系统中的核心作用、设计挑战与前沿技术。不同于聚焦于特定材料或基础理论的著作，本书着重于将系统需求与器件实现紧密结合，为工程师和研究人员提供一套实用的、从概念到实现的完整知识体系。 第一部分：射频功率放大器的系统级基础与挑战 本部分首先建立读者对现代无线通信系统（如5G NR、Wi-Fi 6/7以及卫星通信）中PA所扮演角色的宏观理解。我们详细分析了PA在整个发射链路中的关键性能指标（KPIs），包括功率附加效率（PAE）、漏极效率（Drain Efficiency）、线性度（EVM/ACLR）、带宽与功率密度。 重点内容包括： 非线性与波形失真： 深入剖析了正交幅度调制（QAM）和正交频分复用（OFDM）等复杂调制方案对PA引入的非线性效应。我们详细解释了包络跟踪（Envelope Tracking, ET）和包络信号重构（Envelope Following, EF）等技术如何从系统层面缓解饱和失真，并讨论了在超宽带应用中实现高效、低延迟包络驱动的电路设计挑战。 热管理与可靠性： 功率放大器是系统中功耗密度最高的组件之一。本章详述了热设计对器件寿命、性能漂移和封装选择的决定性影响。涵盖了从热阻计算到先进散热材料（如高导热基板、微通道散热）在PA模块集成中的应用。 频谱管理与邻信道泄漏： 在频谱资源日益稀缺的环境下，严格的邻信道功率比（ACPR）要求迫使PA设计必须在效率和线性度之间做出精妙权衡。我们将探讨数字预失真（DPD）技术与PA硬件的协同优化，强调硬件架构（如多级放大结构、输出匹配网络）如何影响DPD算法的有效性。 第二部分：面向高效率的关键放大器架构与偏置策略 本部分转向对PA核心架构的精细化分析，重点关注如何通过拓扑选择和偏置点优化来最大化能源效率。 关键章节涵盖： 传统线性放大器（A/AB类）的局限与改进： 回顾了传统甲类和甲乙类放大器的基本原理，并着重分析了在追求高线性度时如何通过引入反馈、优化匹配网络来提升其工作效率。 高效率开关模式放大器（C/D/E/F类）： 详细剖析了开关模式放大器（如D类和E类）的理论基础，强调其在脉冲宽度调制（PWM）驱动下的工作机制。特别关注了如何设计高Q值的谐振网络来支持宽带工作，并讨论了在射频领域应用F类和F$^{-1}$类放大器以提高奇次谐波抑制和效率的技巧。 偏置与工作模式的动态选择： 深入研究了甲类、乙类、丙类放大器在不同工作点下的效率-功率曲线。引入了可变增益放大器（VGA）和多模式操作的概念，探讨了如何根据输入信号的统计特性（PAPR）动态调整偏置电压和工作模式，以实现超越固定偏置点的平均效率提升。 第三部分：先进半导体材料与器件技术 现代通信系统对PA的频率、功率和效率提出了极高的要求，这推动了半导体材料的不断革新。本部分聚焦于实现这些性能指标的关键材料技术。 基于硅（Si）的技术演进： 重点讨论了CMOS和SiGe HBT技术在低功率、高集成度应用（如移动设备前端模组）中的优势与瓶颈。分析了SOI（绝缘体上硅）技术在降低寄生电容和提高工作频率方面的作用。 宽禁带（WBG）半导体在超高功率PA中的崛起： 详细分析了氮化镓（GaN-on-SiC/GaN-on-Si）技术相对于传统砷化镓（GaAs）的颠覆性优势。从材料的载流子迁移率、击穿电场强度到热导率，系统解释了GaN如何在毫米波甚至更高频段实现更高的功率密度和更宽的带宽。本章将提供GaN HEMT器件的P-I-N特性分析及鲁棒性设计考虑。 低成本与集成化方案： 探讨了GaAs pHEMT在特定中等功率场景（如L/S波段雷达）的应用，以及基于硅衬底的GaN技术（GaN-on-Si）在降低成本和提高可集成性方面的最新进展。 第四部分：宽带与多频段功率放大器设计实践 本部分聚焦于如何在实际的超宽带通信标准（如5G Sub-6GHz和毫米波段）中构建满足要求的PA。 匹配网络的设计艺术： 功率放大器的输出匹配网络不仅决定了功率传递的效率，也深刻影响了宽带工作时的线性度。本章将超越传统的史密斯圆图方法，介绍多目标优化（MOO）在宽带匹配网络设计中的应用，包括使用电感-电容（LC）电路、分布式元件（如传输线）以及对离散元件组合的精细选择。 多频带/多模PA的集成： 讨论了如何设计单个PA模块来支持多个频段或不同的通信协议（如LTE与NR）。涉及技术包括：级联结构（Staggered Tuned）、切换式匹配网络（Switchable Matching Networks）以及利用声表面波（SAW）或体声波（BAW）滤波器实现频带隔离的方案。 毫米波（mmWave）PA的特有挑战： 专门分析了在28GHz、39GHz等频段，传输线效应、封装寄生参数对PA性能的极端影响。讨论了基于波导或微带线的集成封装技术，以及如何在高频下维持高效率和良好的辐射性能。 通过对上述四个维度的全面覆盖，本书旨在为射频工程师提供一套将系统需求转化为可制造、高性能功率放大器的实用路线图，确保读者能够掌握从理论基础到前沿技术应用的完整知识链条。

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《RF Power Amplifier for Wireless Communications》这个名字，让我立刻联想到那些在实验室里，工程师们一丝不苟地进行着精密调试的场景。我虽然尚未翻开这本书，但它所指向的领域——RF功率放大器——已经在我心中激起了对高效能量传输的无限遐想。我期待，书中能够为我揭示功率放大器设计中那些看似微不足道的细节，却是决定整体性能的关键。例如，我猜想书中会对不同工作类别的功率放大器进行深入的比较分析，不仅仅是A、B、C、D、E、F等类别的定义，更重要的是它们在实际应用中的优劣势，以及如何根据不同的通信标准和功率需求进行选择。我希望书中能够详细介绍各种先进的匹配网络设计技术，因为我知道，阻抗匹配是实现最大功率传输效率的基石，书中是否会提供一些实用的设计指南和计算方法？此外，对于现代无线通信而言，功率放大器的线性度和效率是两个相互制约但又都至关重要的指标。我期待书中能够深入探讨如何通过各种巧妙的设计，例如数字预失真（DPD）或模拟预失真技术，来提升放大器的线性度，同时又不牺牲其效率。我也对书中关于高功率器件（如LDMOS, GaN）特性的详细介绍和应用案例充满期待，了解这些“主力军”如何在严苛的射频环境中发挥作用。这本书的名字，仿佛在召唤我去理解无线通信系统中那股强大的“推力”是如何产生的，以及如何将其优化到极致。

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这本书就像一本详尽的寻宝地图，尽管我还没机会深入探索它的每一个角落，但仅凭它封面上那明确的指向，我就能感受到其中蕴含的巨大价值。想象一下，当你站在一片广袤的无线通信领域，想要找到提升信号强度、确保通信稳定可靠的关键技术，这本书的名字就像一个闪烁的灯塔，指明了那片充满宝藏的“RF功率放大器”区域。我脑海中浮现的，是那些复杂的电路图，精密设计的匹配网络，以及用于解决高频损耗、失真和噪声的巧妙方法。我期待着书中能够剖析各种先进的功率放大器拓扑结构，例如线性度极高的A类、AB类放大器，还是追求效率极致的D类、E类、F类放大器。我猜想，它还会深入讲解实现这些放大器性能的关键器件，比如高功率LDMOS、GaN等半导体材料的特性与应用。对于我这样的读者而言，最重要的并非只是理论的堆砌，而是如何将这些理论转化为实际可用的设计。因此，我特别期待书中能够提供丰富的工程实例，展示如何根据不同的通信标准（如Wi-Fi, 5G, LTE等）和应用场景，进行功率放大器的选型、设计、仿真和测试。那些关于阻抗匹配、散热设计、滤波技术、以及如何在高功率工作时保持器件稳定性的实用技巧，将是我最渴望获得的宝贵财富。这本书的名字本身就预示着它将是一次深入RF领域核心的探险，每一次翻阅都可能解锁新的认知，让我更好地理解无线通信的“心脏”是如何跳动，又如何将能量高效而精准地传递出去。

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仅仅是书名《RF Power Amplifier for Wireless Communications》，就已经在我心中激起了层层涟漪，勾勒出了一幅关于无线通信“心脏”的宏伟蓝图。我期待，这本书将不仅仅是一本枯燥的技术手册，而更像是一位经验丰富的工程师，循循善诱地带领我探索RF功率放大器设计的奥秘。我猜想，它会在最开篇就为我打下坚实的基础，或许会从基本的半导体物理学入手，解释为何某些材料在射频领域能够如此高效地放大信号，以及不同晶体管（如GaAs MESFETs, HEMTs, LDIMOS, GaN HEMT等）的特性对比和适用性分析。接着，我期望它能够深入到放大器电路设计的核心，详细讲解各种拓扑结构，例如单级、多级放大器，以及如何通过级联、并联等方式实现更高的功率输出和更好的性能。我特别好奇书中关于“匹配网络”的论述，这就像是为信号搭建一条畅通无阻的高速公路，我知道良好的阻抗匹配对于功率传输效率至关重要，因此我期待书中能有关于史密斯圆图的应用、以及各种无源和有源匹配技术的详细讲解。此外，对于无线通信至关重要的线性度问题，我迫切希望书中能够提供关于Doherty、Cartman等预失真技术和补偿策略的深度分析，让我理解如何在追求高效率的同时，依然保持信号的纯净。这本书的名字，给我一种感觉，它将是一次对RF功率放大器设计全景的深度解读，一次从理论到实践的完整梳理。

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书名《RF Power Amplifier for Wireless Communications》宛如一个邀请函，邀请我去探索无线世界里最核心的能量转换单元。我脑海中浮现的是一个充满挑战但又极富成就感的设计过程。我预想，这本书会从一个高屋建瓴的角度出发，阐述功率放大器在整个无线通信链路中的关键作用，以及其在不同应用场景下的具体需求。也许它会细致地剖析各种类型的功率放大器，从最基础的跨越式工作模式，到追求高效率的开关式工作模式，书中会如何将这些复杂的概念用清晰的语言和生动的图示呈现给我？我特别期待能够学习到关于功率放大器线性度设计的精髓，这是影响通信质量的关键因素之一。书中是否会深入讲解如何通过选择合适的器件、优化电路拓扑，以及采用各种先进的线性化技术，来最大程度地减少信号失真？同时，对于越来越高的通信速率和日益增长的功耗限制，我希望书中能够提供关于高效率功率放大器设计的宝贵见解，包括各种先进的电源管理技术和动态偏置策略。我设想，书中会充满各种工程实践的案例，展示如何在实际的射频系统中实现高性能的功率放大器，包括PCB设计、电磁兼容性（EMC）以及散热管理等方面的考虑。这本书的名字，似乎在承诺着一次关于无线通信“驱动力”的深度挖掘，一次对如何将微弱信号转化为强大能量的全面解析。

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这本书的标题《RF Power Amplifier for Wireless Communications》让我联想到一个关于“能量的艺术”的故事。尽管我尚未拆开封面，但那个词组——“RF功率放大器”——已经在我的脑海中勾勒出一幅画面，那是信号从微弱到强大、从无声到响亮的蜕变过程。我设想，这本书必然会深入探讨功率放大器的设计哲学，从最基础的跨越式信号放大原理，到复杂的非线性补偿技术，它将如何引导我理解那些看似神秘的电磁波在微观世界的舞蹈。我希望书中能够详细介绍不同类型功率放大器的优缺点，比如对于追求低噪声和高线性度的场景，它会如何阐述AB类放大器的精妙之处；而对于追求高效率，尤其是在电池供电设备中，它又会如何讲解D类、E类、F类等开关式放大器的革命性设计。我脑海里闪过的是那些在射频领域叱咤风云的设计师们，他们如何巧妙地运用各种器件，如何克服高频下的寄生效应，如何平衡增益、效率、线性和功耗之间的微妙关系。我期待这本书能够为我揭示这些“秘密”，它或许会带领我穿越那些复杂的S参数、噪声系数、功率附加效率（PAE）的海洋，让我能够理解并掌握如何让一个微小的电子元件，爆发出足以支撑全球通信网络的强大能量。这本书的名字，仿佛在承诺着一次关于能量传输的深度启蒙，一次对无线通信“心脏”的全面透视。

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