这个例子展示了如何构建超外差接收机，并使用射频预算分析仪应用程序分析接收机的增益、噪声图和IP3的射频预算。接收机是两篇IEEE会议论文[1]和[2]中描述的发射机-接收机系统的一部分。

本例需要以下产品:下载188bet金宝搏

• SimRF™

• DSP系统工具箱

简介

射频系统设计人员在设计过程开始时，会对整个系统必须满足的增益、噪声系数(NF)和非线性度(IP3)进行预算规范。为了确保将架构建模为简单的RF元件级联的可行性，设计人员计算了级级和级联的增益值、噪声图和IP3(第三截距点)。

使用RF预算分析仪应用程序，您可以:

• 构建RF元素的级联。

• 计算系统的级级输出功率、增益、噪声图、信噪比、IP3。

• 将每个阶段和级联值导出到MATLAB™工作区。

• 将系统设计导出到SimRF进行仿真。

• 将系统设计作为DUT(待测设备)子系统导出到SimRF试验台，并使用app验证所获得的结果。

系统架构

使用该app设计的接收机系统架构为:

接收机带宽在5.825 GHz ~ 5.845 GHz之间。

使用RF预算分析器构建

1.要打开应用程序，在MATLAB提示符下输入以下内容:

rfBudgetAnalyzer

2.在系统参数对话框中，输入5.8 GHz输入频率， -80 dB for可用输入功率， 20mhz用于信号带宽．

3.添加一个的参数块来建模RF带通滤波器。在元件参数对话框中，将块名称更改为射频滤波器．要添加Touchstone (.s2p)文件，单击browse按钮并选择RFfilter.s2p．应用程序自动从文件中填充过滤器的增益和噪声值。在显示区域中，上表显示每级的值，下表显示级联的值。

4.在系统架构中，射频滤波器的插入损耗为1db。来自.s2p文件的值用于理想的过滤器，参数不模拟这种损失。使用一个通用的块来模拟滤波器的插入损耗。点击通用的块中添加该块。在元件参数对话框中，将块名称更改为损失．输入-1 dB可用功率增益和12分贝噪声图．

5.要对LNA(低噪声放大器)建模，请使用放大器块。点击放大器块中添加该块。将块名称更改为采用多次．输入15db可用功率增益， 1.5 dB噪声图，为26 dBmOIP3．

6.要对增益块建模，请使用放大器块。将块名称更改为获得．输入10.5 dB可用功率增益， 3.5 dB噪声图，为23 dBmOIP3．

7.接收器将射频频率向下转换为400 MHz的中频频率。要对Mixer块建模，请使用解调器块。从工具条中，使用调制器下拉列表添加解调器．

8.在元件参数的解调器块，指定LO(本地振荡器)频率为5.4 GHz。输入-7 dB for可用功率增益， 7 dB for噪声图为15 dBmOIP3．

9.使用S-parameters块添加IF过滤器。将块名称更改为如果过滤器．使用IFfilter.s2p用于填充滤波器的增益和噪声图的文件。该滤波器的s参数并不理想，会自动在系统中插入大约-1dB的损耗。

当应用程序窗口中的元素数量超过5个时，无需使用滚动条，您将在窗口右侧看到级联值。

10.添加一个放大器块可用功率增益40分贝和噪声图2.5分贝。将块名称更改为如果音箱．

11.如参考文献所示，接收机使用AGC(自动增益控制)块，其中增益随可用输入功率电平而变化。当输入功率为- 80db时，AGC增益最大为17.5 dB。使用放大器模块来建模AGC。将块的名称更改为自动增益控制．输入17.5 dB可用功率增益， 4.3 dB噪声图，为36 dBmOIP3．

12.超外差接收机系统结构中的第一个组件是天线而且TR开关．为了匹配IEEE论文[1]的RF预算结果，将这两个块添加到系统中。若要添加天线和TR开关，请滚动到画布的左侧，并单击射频滤波器前的。红色插入线移动到系统的前端。

13.使用通用的块来建模天线。将块名称更改为天线．输入14db可用功率增益．

14.系统使用TR开关实现收发机之间的切换。交换机对系统增加1.3 dB的损耗。使用通用的块，以天线为模型的TR开关。将块的名称更改为TR开关．输入-1.3 dB as可用功率增益， 12 dB for噪声图， 37dbm为OIP3．

15.该应用程序显示级联值，如:接收机的输出频率，输出功率，增益，噪声图，OIP3和SNR(信噪比)。

16.将模型另存为superheterodynereceiver．RF预算分析仪应用程序以mat文件格式保存模型。

图级联换能器增益和级联噪声图

1.使用出口按钮，将接收器的详细信息导出到MATLAB工作区。

2.在MATLAB命令行中，您将看到导出RF预算到工作区变量*"rfb"．

3.点击变量，rfb在MATLAB中列出接收机的级级值。

4.利用MATLAB函数绘制级联换能器的接收机增益，绘制

G = rfb。CascadeTransducerGain情节(g,“——gs”，“MarkerEdgeColor”，“b”)标题(“级联传感器增益”)包含(“阶段数”) ylabel (“获得”）

5.绘制接收机的级联噪声图。

Nf = rfb。CascadeNF情节(nf、“——废话”，“MarkerEdgeColor”，“b”)标题(“级联噪声图”)包含(“阶段数”) ylabel (“噪声图”）

使用simmrf仿真验证输出功率和传感器增益

1.使用出口按钮将接收器导出到SimRF。

2.运行SimRF模型计算输出功率(dBm)而且传感器增益(dB)接收者。注意，结果与撅嘴(dBm)和捷安特(dB)使用射频预算分析仪应用程序获得的接收机的值。

3.双击解调器子系统块。该子系统由一个图像抑制滤波器和一个本地振荡器(LO)组成，用于正确的噪声计算和频率上下转换。

4.模拟的停止时间为零。为了模拟随时间变化的结果，您需要改变停止时间。

导出到SimRF测试台

1.使用出口下拉按钮导出接收器到SimRF测试台。

2.SimRF测试台架由两个子系统组成，射频测量单元而且待测设备．

3.的待测设备子系统块包含从RF预算分析仪应用程序导出的超外差接收机。双击DUT子系统块查看内部。

4.双击射频测量单元子系统块查看系统参数。默认情况下，SimRF testbench验证增益。

使用simmrf测试台验证增益、噪声图和IP3

您可以使用SimRF测试平台验证增益、噪声图和IP3测量值。

1.默认情况下，该模型验证被测设备的增益测量。运行模型检查增益值。模拟增益值与应用程序中的级联换能器增益值相匹配。范围显示在400 MHz时输出功率约为6 dB，与RF预算分析仪应用程序中的输出功率值相匹配。

2.SimRF测试台计算现场噪声图。计算假设在给定带宽内是一个与频率无关的系统。为了模拟与频率无关的系统并计算正确的噪声值，需要将20mhz的宽带宽降低到窄带宽。

3.首先，停止所有模拟。双击射频测量单元块。这将打开射频测量单元参数。在被测量参数下拉，将参数更改为NF(噪声图)。在参数选项卡，更改基带带宽(Hz)到2000赫兹。点击应用．要了解有关如何操作噪声图验证的详细信息，请单击指令选项卡。

4.再次运行模型，检查噪声值。测试台噪声值与RF预算分析仪应用程序中的级联噪声值相匹配。

5.IP3测量依赖于互调音的产生和测量，这些互调音的振幅通常很小，可能低于DUT的噪声下限。若要精确测量IP3，请清除模拟噪声复选框。

6.要验证OIP3(输出三阶截距)，停止所有模拟。打开射频测量单元对话框，并更改被测量参数OIP3．清除模拟噪声(包括刺激和DUT内部)复选框。要了解有关如何操作OIP3验证的详细信息，请单击指令选项卡。点击应用．

7.运行模型。testbench的OIP3值与应用的级联OIP3值匹配。

8.要验证IIP3(输入三阶截距)，停止所有模拟。开放射频测量单元对话框，并更改被测量IIP3的块参数参数。要了解有关如何操作IIP3验证的详细信息，请单击指令选项卡。点击应用．再次运行模型以检查IIP3值。

参考文献

[1]周宏宝，罗斌。”“5.8GHz ETC读写器射频接收机的设计与预算分析”，发表于2010年第12届IEEE国际会议，中国南京，2010年11月。

[2]罗斌，李鹏。“基于中国ETC-DSRC国家规范的5.8GHz RFID读写器射频收发器的预算分析”，发表于无线通信，网络与移动计算，WiCom '09。第五届国际会议，中国北京，2009年9月。