电子工程技术丛书 射频与微波功率放大器工程设计
作者： 黄智伟，王明华，黄国玉 编著
出版时间：2015年版
内容简介
功率放大器是线通信系统发射机的重要组成部分。本书从工程设计要求出发，以不同公司的射频与微波功率放大器器件为基础，通过大量的示例，图文并茂地介绍了射频与微波功率放大器器件和参数，射频与微波晶体管功率放大器电路，单片射频与微波功率放大器电路，射频与微波功率检测/控制电路和电源电路，射频与微波电路PCB设计和散热设计，以及电路设计和制作中的一些方法、技巧和应该注意的问题，具有很强的工程性和实用性。
目录
第1章 射频与微波功率放大器器件基础1
1．1 可选择的射频与微波功率放大器器件1
1．1．1 ADI公司的射频与微波功率放大器器件1
1．1．2 ANADIGICS公司的射频与微波功率放大器器件2
1．1．3 Avago Technologies公司的射频与微波功率放大器器件3
1．1．4 飞思卡尔半导体公司的射频与微波功率放大器器件4
1．1．5 Infineon Technologies公司的射频与微波功率放大器器件5
1．1．6 Linear Technology公司的射频与微波功率放大器器件6
1．1．7 Maxim公司的射频与微波功率放大器器件8
1．1．8 Microchip公司的射频与微波功率放大器器件8
1．1．9 Microsemi公司的射频与微波功率放大器器件10
1．1．10 New Japan Radio公司的射频与微波功率放大器器件11
1．1．11 NXP Semiconductors公司的射频与微波功率放大器器件11
1．1．12 Renesas Electronics公司的射频与微波功率放大器器件12
1．1．13 RF Micro Devices公司的射频与微波功率放大器器件13
1．1．14 意法半导体（ST）公司的射频与微波功率放大器器件14
1．1．15 Skywork公司的射频与微波功率放大器器件14
1．1．16 TI（德州仪器）公司的射频与微波功率放大器器件15
1．1．17 TriQuint Semiconductor公司的射频与微波功率放大器器件17
1．1．18 三菱电机机电（上海）有限公司的射频与微波功率放大器器件18
1．2 数据表中的射频与微波功率放大器参数19
1．2．1 绝对最大值19
1．2．2 推荐工作条件20
1．2．3 电特性21
1．2．4 温度范围24
1．2．5 热特性24
第2章 射频电路设计基础26
2．1 频谱26
2．2 电阻（器）的射频特性27
2．2．1 电阻器的射频等效电路27
2．2．2 片状电阻的外形和尺寸28
2．3 电容（器）的射频特性28
2．3．1 电容器的阻抗频率特性28
2．3．2 电容器的衰减频率特性30
2．3．3 电容器的ESR和ESL特性30
2．4 电感（器）的射频特性32
2．4．1 电感器的阻抗频率特性32
2．4．2 电感器的Q值频率特性33
2．4．3 电感器的电感值频率特性34
2．5 铁氧体元件35
2．5．1 铁氧体元件的基本特性35
2．5．2 铁氧体磁珠的基本特性36
2．5．3 片式铁氧体磁珠38
2．5．4 铁氧体磁珠的安装位置47
2．5．5 EMC（电磁兼容）用铁氧体48
2．6 传输线50
2．6．1 传输线的定义50
2．6．2 传输线的类型与特性51
2．7 Smith圆图53
2．7．1 等反射圆54
2．7．2 等电阻圆图和等电抗圆图54
2．7．3 Smith圆图（阻抗圆图）56
2．7．4 Smith圆图的应用56
2．8 网络与网络参数69
2．9 天线73
2．9．1 天线种类73
2．9．2 天线的基本参数76
2．9．3 天线分离滤波器80
第3章 射频功率放大器电路基础85
3．1 射频功率放大器的主要技术指标85
3．1．1 输出功率85
3．1．2 效率87
3．1．3 线性88
3．1．4 杂散输出与噪声89
3．2 射频功率放大器电路结构89
3．2．1 射频功率放大器的分类89
3．2．2 A类射频功率放大器电路90
3．2．3 B类射频功率放大器电路93
3．2．4 C类射频功率放大器电路97
3．2．5 D类射频功率放大器电路99
3．2．6 E类射频功率放大器电路103
3．2．7 F类射频功率放大器电路106
3．3 功率放大器电路的阻抗匹配网络110
3．3．1 阻抗匹配网络的基本要求110
3．3．2 集总参数的匹配网络110
3．3．3 传输线变压器匹配网络112
3．4 功率合成与分配115
3．4．1 功率合成器115
3．4．2 功率分配器119
3．5 功率放大器的线性化技术123
3．5．1 前馈线性化技术123
3．5．2 反馈技术124
3．5．3 包络消除及恢复技术126
3．5．4 预失真线性化技术126
3．5．5 采用非线性元件的线性放大（LINC）128
3．6 功率晶体管的二次击穿与散热129
第4章 射频与微波晶体管功率放大器应用电路132
4．1 射频与微波功率晶体管的主要参数132
4．1．1 常用的射频与微波功率晶体管类型132
4．1．2 射频与微波功率晶体管的绝对最大值136
4．1．3 射频与微波功率晶体管推荐的工作条件138
4．1．4 射频与微波功率晶体管的电特性（数据表）140
4．1．5 射频与微波功率晶体管的特性曲线图147
4．1．6 射频与微波晶体管的温度范围150
4．1．7 射频与微波晶体管的热特性150
4．1．8 射频与微波晶体管的测试（评估板）电路152
4．2 射频与微波双极性晶体管功率放大器应用电路实例154
4．2．1 ISM 433MHz功率放大器应用电路154
4．2．2 ISM 866MHz功率放大器应用电路155
4．2．3 1W 900MHz 3．6V功率放大器应用电路156
4．2．4 40～3600MHz 20dB功率放大器应用电路156
4．2．5 400～2200MHz 15dB功率放大器应用电路159
4．2．6 0～6GHz 14～20．5dB功率放大器应用电路160
4．3 射频与微波场效应管功率放大器应用电路实例162
4．3．1 630mW VHF/UHF功率放大器应用电路162
4．3．2 7．5W VHF/UHF功率放大器应用电路162
4．3．3 12W VHF/UHF功率放大器应用电路163
4．3．4 300W 50V FM（调频）广播功率放大器应用电路163
4．3．5 135～175MHz 8W 7．5V功率放大器应用电路164
4．3．6 450～520MHz 3W 12．5V功率放大器应用电路165
4．3．7 520MHz 8W 7．5V功率放大器应用电路167
4．3．8 155～950MHz 40．2dBm功率放大器应用电路168
4．3．9 1GHz 30W 28V功率放大器应用电路170
4．3．10 1GHz 120W 28V功率放大器应用电路171
4．3．11 200～2100MHz 100W功率放大器应用电路173
4．3．12 1．8～2．2GHz 180W功率放大器应用电路174
4．3．13 2．110～2．170MHz 300W功率放大器应用电路175
4．3．14 1．7～2．7GHz 28V 23W WiMAX功率放大器应用电路176
4．3．15 3．3～3．8GHz 28V 15W WiMAX功率放大器应用电路177
4．3．16 0～4000MHz 25W 28V功率放大器应用电路178
4．4 射频与微波LDMOS晶体管功率放大器应用电路实例179
4．4．1 45W 28V FM（调频）广播用功率放大器应用电路179
4．4．2 400～470MHz 4W 7．2V功率放大器应用电路180
4．4．3 400～500MHz 8W 12．5V功率放大器应用电路181
4．4．4 340～520MHz 10W 15V功率放大器应用电路182
4．4．5 460～540MHz 20W 13．6V功率放大器应用电路183
4．4．6 10～512MHz 120W功率放大器应用电路184
4．4．7 470～860MHz 110W DVB-T UHF功率放大器应用电路186
4．4．8 860～960MHz 1W 7．2V功率放大器应用电路187
4．4．9 860～960MHz 4W 13．6V功率放大器应用电路188
4．4．10 740～950MHz 5W 7．2V功率放大器应用电路189
4．4．11 1GHz 6W 28V功率放大器应用电路190
4．4．12 1GHz 18W/30W/45W/60W/70W 28V功率放大器应用电路191
第5章 单片射频与微波功率放大器应用电路193
5．1 单片射频与微波功率放大器的主要参数193
5．1．1 常用的单片射频与微波功率放大器类型193
5．1．2 单片射频与微波功率放大器的绝对最大值195
5．1．3 单片射频与微波功率放大器推荐的工作条件198
5．1．4 单片射频与微波功率放大器的电特性（数据表）199
5．1．5 单片射频与微波功率放大器的特性曲线图202
5．1．6 单片射频与微波功率放大器的温度范围204
5．1．7 单片射频与微波功率放大器的热特性204
5．1．8 单片射频与微波功率放大器的测试（评估板）电路205
5．2 通用型单片射频与微波功率放大器应用电路实例206
5．2．1 150～960MHz 32dBm功率放大器应用电路206
5．2．2 380～960MHz 1W功率放大器应用电路208
5．2．3 728～756MHz 27dBm线性功率放大器应用电路209
5．2．4 851～894MHz 27．2dBm线性功率放大器应用电路210
5．2．5 800～960MHz 29dBm线性功率放大器应用电路211
5．2．6 810～960MHz 29．5dBm功率放大器应用电路212
5．2．7 800～1000MHz 250mW增益可控功率放大器应用电路213
5．2．8 800～1000MHz 1W功率放大器应用电路215
5．2．9 1200～1400MHz 90W功率放大器应用电路217
5．2．10 20～1500MHz 5W MMIC功率放大器应用电路218
5．2．11 1．2～1．85GHz 150W功率放大器应用电路218
5．2．12 1．7～2．2GHz 1W功率放大器应用电路219
5．2．13 1．8～2．5GHz 30dBm线性功率放大器应用电路220
5．2．14 1．8～2．5GHz 33dBm线性功率放大器应用电路220
5．2．15 2．4～2．5GHz 22．5dBm线性功率放大器应用电路223
5．2．16 2．4～2．5GHz 21dBm线性功率放大器应用电路225
5．2．17 400～2700MHz 1 W MMIC 线性功率放大器应用电路225
5．2．18 2．1～2．7GHz 1W功率放大器应用电路227
5．2．19 3．3～3．8GHz 1W功率放大器应用电路227
5．2．20 6～20GHz 15dBm线性功率放大器应用电路228
5．2．21 18～27GHz 29dBm功率放大器应用电路229
5．2．22 28～31GHz 33/36dBm功率放大器应用电路229
5．2．23 27～32GHz 28．5dBm MMIC功率放大器应用电路229
5．2．24 25～33GHz 0．7W MMIC功率放大器应用电路231
5．2．25 25～35GHz Ka波段25dBm功率放大器应用电路231
5．2．26 36～40GHz 26dBm MMIC功率放大器应用电路232
5．2．27 36～40GHz 29dBm MMIC功率放大器应用电路233
5．2．28 37～40GHz 1W MMIC功率放大器应用电路234
5．2．29 40．5～43．5GHz 27．5dBm线性功率放大器应用电路234
5．3 线局域网（WLAN）功率放大器应用电路实例235
5．3．1 2．45GHz 24．5dBm 802．11g WLAN功率放大器应用电路235
5．3．2 2．4GHz 25dBm 802．11g/b WLAN功率放大器应用电路236
5．3．3 2．4GHz 20dBm 802．11b/g WLAN功率放大器应用电路237
5．3．4 2．4/5GHz 20dBm 802．11a/b/g WLAN功率放大器应用电路238
5．3．5 2．4GHz 30dBm IEEE802．11b/g功率放大器应用电路239
5．3．6 2．4GHz 21dBm IEEE802．11b/g/n功率放大器应用电路240
5．3．7 2．4GHz 27dBm IEEE802．11b/g/n功率放大器应用电路242
5．3．8 5GHz 802．11a/n 18dBm功率放大器应用电路242
5．3．9 4．90～5．85GHz 802．11a/n WLAN功率放大器应用电路243
5．3．10 2．4/5GHz 802．11a/b/g WLAN功率放大器应用电路244
5．3．11 2．4/5GHz 802．11a/b/g/n WLAN功率放大器应用电路245
5．4 WiMAX和WiFi功率放大器应用电路246
5．4．1 2．3～2．4GHz 25dBm WiMAX功率放大器应用电路246
5．4．2 2．4～2．5GHz 29dBm WiFi功率放大器应用电路247
5．4．3 2．4～2．5GHz 28dBm WiFi功率放大器应用电路247
5．4．4 2．2～2．7GHz 2W WiMAX和WiFi功率放大器应用电路248
5．4．5 2．3～2．7GHz 25dBm WiMAX和WiFi功率放大器应用电路248
5．4．6 3．3～3．8GHz 25dBm WiMAX功率放大器应用电路250
5．4．7 4．9～5．9GHz 25dBm WiFi功率放大器应用电路250
5．5 射频前端应用电路实例251
5．5．1 2．4GHz高线性度WLAN前端模块应用电路251
5．5．2 2．4～2．5GHz 802．11b/g/n WiFi前端模块应用电路252
5．5．3 2．4～2．5GHz 高功率前端模块应用电路252
5．5．4 2．4GHz 22dBm射频前端模块应用电路253
5．5．5 802．11a/b/g/n WLAN/蓝牙射频前端模块应用电路255
5．5．6 802．11a/b/g/n WLAN射频前端模块应用电路255
5．6 驱动放大器应用电路实例256
5．6．1 700～1000MHz 27dBm驱动放大器应用电路256
5．6．2 700MHz～1GHz 1W驱动放大器应用电路257
5．6．3 700MHz～1GHz 2W线性驱动放大器应用电路258
5．6．4 0～1800MHz 21．0dBm驱动放大器应用电路258
5．6．5 5～2000MHz 24．0dBm驱动放大器应用电路258
5．6．6 250～2500MHz 24dBm驱动放大器应用电路260
5．6．7 100MHz～2．7GHz 9dBm 50驱动放大器应用电路260
5．6．8 700～2700MHz 24dBm驱动放大器应用电路262
5．6．9 1800～2700MHz 30．7dBm驱动放大器应用电路263
5．6．10 0～3500MHz 28．6dBm驱动放大器应用电路264
5．6．11 40MHz～4GHz 19．5dBm驱动放大器应用电路265
5．6．12 400～4000MHz 29．1dBm驱动放大器应用电路265
5．6．13 0～5．5GHz 11．6dBm驱动放大器应用电路268
5．6．14 0．5～6GHz 22dBm 50驱动放大器应用电路269
5．6．15 6～20GHz 19．5dBm驱动放大器应用电路274
5．6．16 32～45GHz 24dBm Ka频带驱动放大器应用电路275
5．6．17 41～45GHz 18dBm Q频带驱动放大器应用电路276
第6章 射频与微波功率检测/控制应用电路277
6．1 射频与微波功率检测/控制电路的主要类型和特性277
6．2 射频信号功率检测/控制应用电路实例280
6．2．1 100kHz～1GHz射频功率检测器应用电路280
6．2．2 10～1000MHz 83dB射频功率检测器应用电路281
6．2．3 0．8～2GHz射频功率检测器应用电路282
6．2．4 低频～2．5GHz的功率、增益和VSWR检测器/控制器应用电路283
6．2．5 0．1GHz～2．5GHz 75dB对数检测器/控制器应用电路287
6．2．6 100MHz～2．7GHz 45dB射频功率检测器/控制器应用电路289
6．2．7 50Hz～2．7GHz 60dB TruPwr功率检测器应用电路290
6．2．8 800MHz～2．7GHz 80dB射频功率检测器应用电路293
6．2．9 50MHz～3GHz 60dB射频功率检测器应用电路294
6．2．10 50MHz～3．5GHz射频功率检测器应用电路295
6．2．11 50MHz～4GHz 40dB对数功率检测器应用电路296
6．2．12 100MHz～6GHz TruPwr功率检测器应用电路297
6．2．13 450MHz～6GHz 45dB峰值和RMS功率测量应用电路297
6．2．14 600MHz～7GHz 26～12dB射频功率检测器应用电路300
6．2．15 1MHz～8GHz 70dB对数检测器/控制器应用电路301
6．2．16 1MHz～10GHz 50dB对数检测器/控制器应用电路303
6．2．17 10MHz～10GHz 67dB TruPwr检波器应用电路305
6．2．18 40MHz～10GHz 57dB RMS射频功率检波器应用电路309
6．2．19 7ns响应时间15GHz射频功率检波器应用电路310
第7章 射频与微波功率放大器的电源电路311
7．1 射频系统的电源要求311
7．1．1 射频系统的电源管理311
7．1．2 射频系统的电源噪声控制314
7．1．3 手持设备射频功率放大器的供电电路319
7．2 LDO线性稳压器电源电路323
7．2．1 LDO线性稳压器与DC-DC转换器的差异323
7．2．2 LDO线性稳压器简介325
7．2．3 选择LDO线性稳压器的基本原则328
7．2．4 LDO线性稳压器的参数329
7．2．5 LDO线性稳压器的PSRR337
7．2．6 LDO线性稳压器电容选型343
7．3 超低噪声高PSRR射频LDO线性稳压器电路实例352
7．3．1 500mA超低噪声、高PSRR射频LDO线性稳压器电路352
7．3．2 200mA超低噪声、高PSRR射频LDO线性稳压器电路353
7．3．3 36V/1A/4．17V（RMS值）射频LDO线性稳压器电路354
7．3．4 2A输出电流RMS值6V噪声RF LDO线性稳压器356
7．4 射频功率放大器电源电路实例359
7．4．1 基带和RFPA电源管理单元（PMU）359
7．4．2 用于RFPA的可调节降压DC-DC转换器360
7．4．3 具有MIPI＆reg; RFFE接口的RFPA降压DC-DC转换器370
7．4．4 用于3G和4G的RFPA降压-升压转换电路380
7．4．5 具有MIPI＆reg; RFFE接口的3G/4G RFPA降压-升压转换器384
7．4．6 300mA 3．6V RFPA电源电路387
第8章 射频与微波电路PCB设计389
8．1 PCB的RLC389
8．1．1 PCB的导线电阻389
8．1．2 PCB导线的电感389
8．1．3 PCB导线的阻抗391
8．1．4 PCB导线的互感392
8．1．5 PCB电源和接地平面电感393
8．1．6 PCB的导线电容394
8．1．7 PCB的平行板电容395
8．1．8 PCB的过孔电容395
8．1．9 PCB的过孔电感396
8．1．10 典型过孔的R、L、C参数396
8．1．11 过孔的电流模型397
8．2 PCB电源/地平面397
8．2．1 PCB电源/地平面的功能397
8．2．2 PCB电源/地平面设计的一般原则398
8．2．3 PCB电源/地平面叠层和层序400
8．2．4 PCB电源/地平面的负作用404
8．3 PCB传输线405
8．3．1 微带线405
8．3．2 埋入式微带线406
8．3．3 单带状线407
8．3．4 双带状线或非对称带状线408
8．3．5 差分微带线和差分带状线408
8．3．6 传输延时与介电常数r的关系409
8．3．7 PCB传输线设计与制作中应注意的一些问题409
8．4 射频与微波电路PCB设计的一些技巧415
8．4．1 利用电容的“零阻抗”特性实现射频接地415
8．4．2 利用电感的“穷大阻抗”特性辅助实现射频接地417
8．4．3 利用“零阻抗”电容实现复杂射频系统的射频接地417
8．4．4 利用半波长PCB连接线实现复杂射频系统的射频接地418
8．4．5 利用1/4波长PCB连接线实现复杂射频系统的射频接地419
8．4．6 利用1/4波长PCB微带线实现电路的隔离419
8．4．7 PCB连线上的过孔数量与尺寸420
8．4．8 端口的PCB连线设计420
8．4．9 谐振回路接地点的选择421
8．4．10 PCB保护环422
8．4．11 利用接地平面开缝减小电流回流耦合422
8．4．12 隔离425
8．4．13 PCB走线形式427
8．4．14 寄生振荡的产生与消除429
8．5 PCB天线设计实例431
8．5．1 300～450MHz发射器PCB环形天线设计实例431
8．5．2 868MHz和915MHz PCB天线设计实例436
8．5．3 915MHz PCB环形天线设计实例437
8．5．4 紧凑型868/915 MHz天线设计实例440
8．5．5 868MHz/915MHz/955MHz倒F PCB天线设计实例440
8．5．6 868MHz/915MHz/920MHz微型螺旋PCB天线设计实例441
8．5．7 2．4GHz F型PCB天线设计实例442
8．5．8 2．4GHz 倒F PCB天线设计实例444
8．5．9 2．4GHz小尺寸PCB天线设计实例444
8．5．10 2．4GHz 蜿蜒式PCB天线设计实例446
8．5．11 2．4GHz折叠偶极子PCB天线设计实例447
8．5．12 868MHz/2．4GHz可选择单/双频段的单极子PCB天线设计实例448
8．5．13 2．4 GHz YAGI PCB天线设计实例448
8．5．14 2．4GHz全波PCB环形天线设计实例450
8．5．15 2．4GHz PCB槽（slot）天线设计实例450
8．5．16 2．4GHz PCB片式天线设计实例451
8．5．17 2．4GHz蓝牙、802．11b/g WLAN片式天线设计实例452
第9章 射频与微波功率放大器的散热设计453
9．1 散热设计基础453
9．1．1 热传递的三种方式453
9．1．2 温度（高温）对元器件及电子产品的影响454
9．1．3 温度减额设计454
9．2 射频与微波功率放大器器件的封装与热特性458
9．2．1 射频与微波功率放大器器件的封装458
9．2．2 与器件封装热特性有关的一些参数460
9．2．3 器件封装的基本热关系462
9．2．4 常用IC封装的热特性463
9．2．5 器件的最大功耗声明468
9．2．6 最大功耗与器件封装和温度的关系469
9．3 PCB的散热设计473
9．3．1 PCB的热性能分析473
9．3．2 PCB基材的选择474
9．3．3 PCB元器件的布局475
9．3．4 PCB的布线477
9．3．5 均匀分布热源的稳态传导PCB的散热设计479
9．3．6 铝质散热芯PCB的散热设计481
9．3．7 PCB之间的合理间距设计482
9．4 裸露焊盘的PCB设计483
9．4．1 裸露焊盘简介483
9．4．2 裸露焊盘连接的基本要求487
9．4．3 裸露焊盘散热通孔的设计489
9．4．4 裸露焊盘的PCB设计示例491
9．5 散热器的安装与接地495
9．5．1 散热器的安装495
9．5．2 散热器的接地500
参考文献503
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