设计两级低噪声放大器使用微带传输线的匹配网络
这个例子展示了如何使用RF工具箱™微带传输线元件设计两级低噪声放大器(LNA)的无线局域网(WLAN)和一个输入和输出匹配网络(MNW)最大化的权力交付通过一个50欧姆负载和系统。
设计一个输入和输出MNW放大器设计的一个重要组成部分。本例中的放大器具有高增益和低噪声。减少寄生效应,这个示例使用微带传输线MNW用一个存根。
定义微带传输线参数
微带传输线参数选择如下。
物理导体或介质厚度1.524毫米的高度
介质的相对介电常数——3.48
介质损耗角正切- 0.0037
微带传输线的物理厚度- 3.5哦
设计输入匹配网络使用微带传输线
输入匹配网络由一个分流存根,一个系列的微带传输线。
创建一个输入并联存根微带传输线的物理长度8.9毫米。
TL1 = txlineMicrostrip (“宽度”,3.41730 e - 3,“高度”,1.524 e - 3,“EpsilonR”,3.48,“LossTangent”,0.0037,…“LineLength”,8.9 e - 3,“厚度”,0.0035 e - 3,“StubMode”,“分流”,“终止”,“开放”);
创建一个输入系列微带传输线的物理长度14.7毫米。
TL2 = txlineMicrostrip (“宽度”,3.41730 e - 3,“高度”,1.524 e - 3,“EpsilonR”,3.48,“LossTangent”,0.0037,…“LineLength”,14.7 e - 3,“厚度”0.0035 e - 3);
创建和提取放大器对象
创建和提取一个放大器频率依赖的对象参数数据在指定的文件中。
amp1 = nport (“f551432p.s2p”);
定义频率范围。
频率= 2 e9:10e6:3e9;
其参数创建一个两级放大器和情节。
casamp =电路(amp1,克隆(amp1),“放大器”);%没有MNW放大器电路。
情节的参数从2 - 3 GHz频率范围。
S2 = sparameters (casamp、频率);
设计输出匹配网络使用微带传输线
输出匹配网络由一个分流存根,一个系列的微带传输线。
创建一个输出系列微带传输线的物理长度22.47毫米。
TL3 = txlineMicrostrip (“宽度”,3.41730 e - 3,“高度”,1.524 e - 3,“EpsilonR”,3.48,“LossTangent”,0.0037,…“LineLength”,22.47 e - 3,“厚度”0.0035 e - 3);
创建一个输出并联存根微带传输线的物理长度5.66毫米。
TL4 = txlineMicrostrip(中“宽度”,3.41730 e - 3,“高度”,1.524 e - 3,“EpsilonR”,3.48,“LossTangent”,0.0037,…“LineLength”,5.66 e - 3,“厚度”,0.0035 e - 3,“StubMode”,“分流”,“终止”,“开放”);
分析输入反射系数的两级放大器
验证同步共轭匹配的输入放大器,情节的输入反射系数dB放大器电路和匹配网络。
级联电路元素通过添加输入和输出MNW两级放大器。
c =电路([TL1 TL2,克隆(amp1),克隆(amp1) TL3, TL4]中);%与MNW两级放大器
情节的参数和分析放大器和不匹配的网络在2.4 - 2.5 GHz的频率范围。
图S3 = sparameters (c,频率);rfplot (S2, 1, 1)在;rfplot (S3, 1, 1)传说(“两级放大器没有MNW | S11 |”,“两级放大器与MNW | S11 |”);标题(“两级放大器的输入反射系数”);网格在;
计算两级放大器的输入回波损耗与输入MNW 13分贝左右。
两级放大器的输出反射系数
验证同步共轭匹配在放大器的输出,情节dB为两级放大器输出反射系数和MNW。
图rfplot (S2, 2 2)在;rfplot (S3 2 2)传说(“| S22 |没有MNW的,“| S22 |与MNW的);标题(“两级放大器输出反射系数”);网格在;
计算输出回波损耗的两级放大器输出MNW大约11分贝。
级联放大器的增益和输入反射系数
验证同步共轭匹配的输入和输出放大器,情节输入反射系数和两级放大器的增益参数dB MNW。
图;rfplot (S3, 1, 1)在;rfplot (S3、2、1)标题(级联放大器的增益和输入反射系数);网格在;
S21 34.5 dB,计算放大器增益和输入反射系数,S11 13分贝左右。
计算反射系数和情节复杂的加载和来源
计算和情节的所有复杂的负载和源反射系数同时共轭匹配频率测量数据点,是无条件稳定的。这些反射系数测量放大器接口。
图smithplot (S3, 1, 1,“LegendLabels”,“测量S11”)
计算放大器噪声图
使用一个rfbudget对象计算放大器噪声图。
b = rfbudget (…“元素”,(TL1 TL2 amp1克隆(amp1) TL3 TL4)中,…“InputFrequency”2.45 e9,…“AvailableInputPower”0,…“SignalBandwidth”2 e9…“规划求解”,“弗瑞”,…“自动更新”1);rfplot (b,“NF”)
放大器噪声图计算为0.7分贝。
参考
[1]Maruddani B M马'sum E桑迪,Y Taryana T Daniati, W达拉。“设计两个阶段的低噪声放大器在2.4 - 2.5 GHz频率使用微带线匹配网络的方法。”物理学杂志》:会议系列1402(2019年12月):044031。
