《数字微波通信与计算机辅助设计》

第一章数字微波通信系统概述1

1 引言1

2 数字微波的调制、解调方式3

2-1 小引3

2-2 幅移键控(ASK)5

2-3 幅移键控(ASK)信号的解调和检测8

2-4 频移键控(FSK)15

2-5 相移键控(PSK)20

3 相移键控(PSK)数字微波通信信道的组成27

3-1 绝对和相对二相相移键控27

3-2 四相相移键控和格雷码31

3-3 相移键控相移器和相干解调器36

3-4 相干解调和延迟解调40

4 数字微波通信中继设备简述46

4-1 接收部分46

4-2 解调与检测部分49

4-3 发送部分50

4-4 二相相移键控数字微波通信的过程53

4-5 四相相移键控数宁微波中继设备简述55

5 数字微波通信的新发展55

5-1 奈奎斯特速率55

5-2 部分响应61

5-3 混合调制70

5-4 新一代数字微波通信系统设想78

附录一 白噪声v的分析推导80

附录二 用图形证明二相相移键控信号是载波被抑制的100%调幅波81

附录三 各种部分响应基本情况表83

附录四 美国联邦通信委员会(FCC)要求数字微波通信最少数量话路的规定83

参考文献84

第二章数字微波通信信道设计87

1 数字微波通信系统的质量87

1-1 传输速率和频谱利用率87

1-2 传输的错误率88

1-3 系统增益89

1-4 规定误码率下的接收门限信噪比S/N90

2 噪声、噪声来源及分配90

2-1 误码指标91

2-2 需要的信噪比(或载噪比)S/N与误码率的关系91

2-3 噪声的来源93

2-4 噪声分配(指标分配)100

3 信道设备的不完善性及信噪比恶化102

3-1 波形失真102

3-2 调制、解调器引起的性能恶化109

3-3 判决电路产生的判决电平误差113

3-4 时钟定时相位误差115

3-5 放大器锁定带宽116

4 数字微波通信系统线路设计117

4-1 深衰落的估计117

4-2 由规定的热噪声计算标准接收功率120

4-3 电磁波在自由空间的传播——自由空间损耗122

4-4 其它损耗和所需的发送功率Pt124

参考文献128

第三章微波电路计算机辅助设计概述130

1 引言130

2 微波电路分析132

2-1 小引132

2-2 集总参量电路的直接解法133

2-3 矩阵分析法135

2-4 链连微带线网络的分析155

3 模拟技术160

4 最优化设计基础165

4-1 无约束最优化方法167

4-2 约束最优化方法187

附录 对称平行耦合微带线奇偶模阻抗的计算方法204

参考文献208

1 数字微波通信系统的线性数学模型210

第四章数字微波通信系统传输特性及其优化设计210

1-2 单一脉冲和它的频谱212

1-3 相位调制器输出——高频已调波212

1-4 信道的输出——收信信号在频域和时域的表示式R(f)、r(t)214

1-5 同步检波器输出216

1-6 瞬时检出与积分检出217

2 数字微波通信系统的传输特性218

2-1 理想传输特性219

2-2 高斯传输特性224

2-3 最大平坦传输特性229

2-4 码间干扰、误码率、信噪比恶化量232

3 传输特性的最优化设计——电子计算机辅助设计235

3-1 传输特性的选择236

3-2 传输特性的最优化实现238

3-3 最优化设计方法243

3-4 计算结果举例246

附录一 四相与二相相移键控已调信号的等效关系247

附录二 相移键控已调信号的功率谱249

附录三 单一脉冲通过矩形传输特性的输出公式推导253

附录四 单一脉冲通过高斯传输特性的输出的公式推导255

参考文献262

第五章微波分并路系统及最优化综合263

1 引言263

2 互补分并路系统及设计269

2-1 单端接负载滤波器270

2-2 互补滤波器274

2-3 互补滤波器的问题277

3 伪互补滤波器最优化综合279

3-1 伪互补滤波器分析280

3-2 伪互补滤波器最优化综合的目标函数288

3-3 最优化综合方法291

3-4 计算结果举例293

4-1 理查特(Richard)变换295

4 带阻滤波器精密综合方法295

4-2 阻抗变换(或导纳变换)297

4-3 单位元及网络变换298

4-4 小结305

5 连接微波带通和带阻滤波器的设计307

5-1 连接波导带通带阻滤波器问题307

5-2 波导“T”形接头的普遍等效电路310

5-3 彼导串联型“T”接头的具体等效电路313

5-4 微带互补滤波器的连接问题316

附录 最大平坦单端负载低通原型公式推导结果及数值表320

参考文献324

第六章相移器及其最优化设计326

1 二极管相移器简述326

2 宽频带微波“π”相移器——宽频带3dB方向耦合器设计330

2-1 简单工作原理331

2-2 平行耦合线阵分析333

2-3 交指方向耦合器近似设计方法337

2-4 交指方向耦合器的简化设计343

3 微带“π”相移器最优化设计348

3-1 二分支桥式耦合器的分析348

3-2 匹配网络分析352

3-3 最优化设计方法及结果354

附录 求二分支耦合器的〔Se〕〔So〕359

参考文献363

第七章微波场效应三极管放大器及最优化设计366

1 微波场效应三极管工作原理366

2 微波场效应三极管放大器简述367

3 微波场效应三极管功率输出放大级的最优化设计379

4 微波场效应三极管功率输出放大级的另一种综合技术382

附录一 功率输出的近似计算391

附录二 三阶交调失真与增益压缩392

附录三 逆应用渐近技术的近似方法及网络综合方法简述396

参考文献401