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本书以MATLAB 2012a版本中的RF（射频）工具箱2.9为基础，以众多的例子说明RF工具箱中的RF对象模型、对象操作方法和函数在RF电路设计中的应用。全书共10章，第1章简要介绍MATLAB的基础和RF工具箱，并给出说明工作流程的完整示例。第2章介绍RF工具箱中RF数据的计算、存储、提取、可视化和输出方法。其后各章以RF工具箱的RF电路对象模型为主线，将函数和对象操作方法融入其中，以例子说明它们在RF电路元件集成、参数计算和仿真方面的应用，主要内容有二端口网络、传输线、射频滤波器、Smith圆图、匹配网络、射频放大器设计、混频器、射频分析的图形用户界面等。

目    录 
第1章  MATLAB基础及RF工具箱介绍	（1）
1.1  MATLAB基础	（1）
1.1.1  MATLAB概述	（1）
1.1.2  MATLAB主窗口的交互
界面	（1）
1.1.3  MATLAB的基本语法	（4）
1.2  RF工具箱介绍	（8）
1.2.1  RF对象	（9）
1.2.2  建模一个RF元件	（13）
1.3  一个完整的示例	（28）
第2章  RF数据对象	（34）
2.1  RF数据	（34）
2.2  RF工具箱数据对象模型	（36）
2.2.1  rfdata.data	（36）
2.2.2  rfdata.ip3	（38）
2.2.3  rfdata.network	（39）
2.2.4  rfdata.nf	（40）
2.2.5  rfdata.noise	（41）
2.2.6  rfdata.power	（41）
2.3  RF数据的计算	（42）
2.3.1  analyze（分析）	（43）
2.3.2  calculate（计算）	（44）
2.4  RF数据的提取	（45）
2.5  RF数据的可视化	（48）
2.5.1  plot	（48）
2.5.2  plotyy	（49）
2.5.3  polar	（53）
2.5.4  semilogx	（53）
2.5.5  smith	（54）
2.6  RF数据的输出	（55）
2.6.1  RF数据写成行业标准
文件	（55）
2.6.2  RF数据写成Verilog_A
描述	（57）
第3章  二端口网络	（65）
3.1  二端口网络参数	（65）
3.2  散射参数	（69）
3.3  网络参数变换函数	（69）
3.4  RF工具箱网络对象模型	（82）
3.4.1  串联RLC网络对象	（82）
3.4.2  并联RLC网络对象	（84）
3.4.3  级联连接的网络对象	（86）
3.4.4  串联连接的网络对象	（88）
3.4.5  并联连接的网络对象	（90）
3.4.6  混合连接的网络对象	（92）
3.4.7  反混合连接的网络对象	（93）
3.4.8  正规连接和不正规连接	（94）
3.5  电路元件集成	（95）
第4章  传输线	（103）
4.1  传输线概述	（103）
4.2  传输线的参数及其相关的函数	（104）
4.2.1  传输线的参数	（104）
4.2.2  传输线参数计算的相关
的函数	（106）
4.3  RF工具箱的传输线对象模型	（110）
4.3.1  同轴传输线	（112）
4.3.2  共面波导传输线	（114）
4.3.3  延迟线	（115）
4.3.4  微带传输线	（116）
4.3.5  平行板传输线	（117）
4.3.6  RLCG传输线	（119）
4.3.7  两线传输线	（121）
4.3.8  普通传输线	（123）
第5章  射频滤波器	（126）
5.1  滤波器及其参数	（126）
5.1.1  滤波器任务	（126）
5.1.2  滤波器参数	（126）
5.2  相关的函数	（128）
5.3  简单的滤波器	（130）
5.4  RF工具箱滤波器对象模型	（136）
5.4.1  LC低通  形滤波器	（137）
5.4.2  LC低通T形滤波器	（140）
5.4.3  LC带通  形滤波器	（142）
5.4.4  LC带通T形滤波器	（145）
5.4.5  LC带阻  形滤波器	（148）
5.4.6  LC带阻T形滤波器	（150）
5.4.7  LC高通  形滤波器	（153）
5.4.8  LC高通T形滤波器	（155）
5.5  射频滤波器的分布元件的实现	（156）
第6章  Smith圆图	（163）
6.1  Smith圆图基础知识	（163）
6.2  相关的函数	（164）
6.3  集总参数的分布电路表示法	（167）
6.4  求解电路等效阻抗	（172）
第7章  匹配网络	（178）
7.1  匹配网络的Smith圆图方法	（178）
7.1.1  双元件的匹配网络	（179）
7.1.2  T形匹配网络和  形匹配
网络	（183）
7.1.3  分立元件和分布参数元件
的混合匹配网络	（189）
7.1.4  单节短截线匹配网络	（192）
7.1.5  双短截线匹配网络	（194）
7.2  最优化理论及其函数	（197）
7.2.1  最优化理论	（197）
7.2.2  最优化函数	（198）
7.3  匹配网络的最优化方法	（202）
7.3.1  优化方案需要考虑的
问题	（202）
7.3.2  L形匹配网络	（204）
7.3.3   形匹配网络	（208）
7.3.4  T形匹配网络	（210）
7.3.5  宽带匹配网络	（212）
第8章  射频放大器设计	（219）
8.1  RF工具箱放大器电路对象
模型	（219）
8.2  放大器的功率	（221）
8.2.1  放大器的功率计算	（221）
8.2.2  放大器的功率增益	（221）
8.2.3  功率增益计算相关的
函数	（222）
8.3  放大器的稳定性判定	（225）
8.3.1  放大器的稳定性	（225）
8.3.2  稳定性判定相关的函数	（226）
8.4  增益恒定	（232）
8.4.1  单向化设计	（232）
8.4.2  双共轭匹配设计	（236）
8.4.3  功率增益圆	（246）
8.4.4  资用功率增益圆	（251）
8.5  噪声系数圆	（254）
8.6  等驻波比圆	（265）
8.7  宽带放大器	（269）
第9章  混频器	（278）
9.1  混频器概述	（278）
9.2  RF工具箱混频器电路对象
模型	（279）
9.3  交调表	（281）
9.3.1  数据对象rfdata.mixerspur	（281）
9.3.2  构建交调表	（282）
9.4  RF分析对象OpenIF	（286）
第10章  射频分析的图形用户界面	（294）
10.1  主窗口	（294）
10.2  RF Tool菜单功能介绍	（295）
10.3  使用RF Tool对一个射频网络
建模的示例	（296）
附录	（304）
附录A  微带线特性阻抗与w/h的
关系	（304）
附录B  低通滤波器衰减曲线与归一
化频率的关系	（305）
附录C  滤波器归一化元件参数	（307）
参考文献	（309）

前    言
随着通信技术的迅猛发展，工作频率日益提高，射频和微波电路得到了广泛的应用。射频（RF）电路中的元件以及电路的性能在不同频率上差异很大，给学习和设计RF电路带来很大的困难。鉴于这些原因，为了掌握RF电路的设计原理和设计方法，借助电路仿真软件成为必需的一种途径。
MATLAB是一种强大的工程计算和仿真软件，它简洁、智能化，无论初学者还是中、高级用户都可以轻松使用。特别是MATLAB有着功能强大的、丰富的函数工具箱，为各学科的学习、仿真提供了极大的方便。在RF电路方面，2012版的软件中，RF工具箱增加了新的RF对象和对象操作方法，诸如，circle可在Smith圆图中画各类的圆，RF分析对象OpenIF可计算多带发射机和接收机的中频（IFs）；此外，最优化函数fminsearch可优化电路参数，寻求指标折中；对象方法writeva写电路对象数据的Verilog_A描述，等等。它们在学习和仿真RF电路的设计，以及第三方软件的仿真方面，带来许多便利。
本书从应用着手，除了讲述RF工具箱的RF电路对象、对象操作方法和函数外，以相当多的例题讲解它们在电路集成、分析和计算的应用。书中例题的解法基于算法的概念，步骤清晰；同时，尽量使用RF工具箱的电路对象、对象方法和函数，解法简捷。书中所有例题的仿真、图形生成均采用MATLAB软件。
在编写本书的过程中，我得到了许多朋友的关心和帮助，得到许多有益的建议。特别要提及的是电子工业出版社的领导和高级策划编辑陈韦凯先生的大力支持。在本书将要出版之际，对他们表示最热忱的感谢！
由于作者的水平有限，书中可能有不妥和错误之处。在此，敬请各相关的专家和读者予以批评指正，电子邮箱：cqch0313@sina.com。

                                                                     陈其昌

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MATLAB在射频电路设计中的应用