主要内容

无源多端口网络的匹配网络设计

本示例展示了如何为5G毫米波系统的39 GHz 16端口无源网络设计匹配网络。匹配网络为每个端口独立设计,每个生成的匹配网络旨在在两个1端口终端之间运行。

设计多端口无源网络

计算设计在39ghz的贴片天线阵列的s参数。加载sparams_patchArray.mat文件。的s_params_circ_array函数从支持文件中获取金宝appdesignmultiport.mlx

Fcenter = 39e9;负载(“sparams_patchArray.mat”) Sparam_array = s_params_circ_array;show(patchArray) view([90 0])

图中包含一个轴对象。标题为rectangararray of patchMicrostripCircular天线的坐标轴对象包含66个类型为patch, surface的对象。这些对象表示PEC、feed。

确定中心频率对应的指标。

freq = Sparam_array.Frequencies;fIndex = find(freq == Fcenter);

创建匹配网络

为每个相应的端口独立生成匹配的网络,负载Q为20,并将拓扑配置为'Pi'。这个q因子与贴片天线阵列的一半功率带宽对齐,约为2 GHz。

定义网络中的端口数量,并指定终端阻抗。

numport = s_params_circ_array.NumPorts;Zt = 50;loaddq = 20;拓扑=“π”I = 1: numport%反射系数/Siigam_array = s_params_circ_array.Parameters(i,i,fIndex);负载阻抗%Zout = gamma2z(gam_array);匹配网络生成百分比Match_net (i) =匹配网络(“SourceImpedance”ZT型,...“LoadImpedance”Zout,“CenterFrequency”Fcenter,...“LoadedQ”loadedQ,“组件”、拓扑);结束

源连接到位于匹配网络电路左侧的组件,负载连接到连接到匹配网络电路右侧的组件。对于生成的匹配网络,源以ZT(50欧姆)终止,负载阻抗为Zout给出的在ith端口处看到的阻抗。

查看和选择电路

从16个拓扑中选择一个matchingnetwork对象。要获得可用电路的概述,请参见circuitDescriptions函数。

在本例中,使用的是Shunt C系列L-Shunt C拓扑。如果此拓扑在您的网络中不可用,请使用可用的最佳匹配网络电路。

selectedCircuits = repmat(电路,1,numport);cIndex = 0 (1,numport);

查看已生成的电路列表。

我= 1:数字(match_net) c = circuitdescripties (match_net(i));%执行文本搜索以选择具有Shunt C系列L-Shunt C拓扑的电路索引= strcmp(c.component1Type,“C分流”) &...比较字符串(c.component2Type“L”系列) &...比较字符串(c.component3Type“C分流”);如果任何(索引)% ShuntC-SeriesL-ShuntC拓扑cIndex(i) = find(Index, 1,“第一”);selectedCircuits(i) = match_net(i).Circuit(cIndex(i));其他的%最佳可用匹配网络selectedCircuits(i) = match_net(i).Circuit(1);结束selectedCircuits(我)。Name =“N”+我;结束

要查看选定的匹配网络电路的性能,请使用rfplot.例如,要绘制带有Shunt C系列L-Shunt C拓扑类型的电路的第一个匹配网络的性能。

rfplot (match_net(1)、频率、cIndex (1));

图电路3包含一个坐标轴对象。名为Performance for Circuit 3 ('auto_1') (Passed)的axes对象包含3个类型为line、rectangle的对象。这些对象代表电路3:|gammain|, dB,电路3:|Gt|, dB。

16口网络中添加匹配网络电路

创建电路对象

为16端口网络创建一个电路对象和一个n-port对象。

电路(“patchArray”);array_net = nport(Sparam_array);

在此例中,电路节点数为17,因为将使用节点1到节点16来添加匹配的网络。

Cktnodes = (1+numport):(numport+numport);

将n-port对象添加到电路对象中。

添加(ckt, cktnodes, array_net);

查看16口网络的父节点。

disp (array_net)
nport: N-port element NetworkData: [1×1 sparameters] Name: 'Sparams' NumPorts: 16 Terminals: {1×32 cell} ParentNodes:[17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0…]ParentPath: 'patchArray'

给出了具有16端口n-port的电路对象的示例。

初始化端口。

端口= cell(1,numport);

将每个匹配的网络电路逐个添加到相应的端口。生成对应的匹配网络电路的端口号。

i=1:length(selectedCircuits) add(ckt, [i, 0, i+numport, 0], selectedCircuits(i),...“p1 +”“p1 - - - - - -”“p2 +”“p2 - - - - - -”});端口{i} = [i, 0];结束% ports = arrayfun(@(x) [x 0],1:10,'UniformOutput',false);

使用setports函数定义每个电路的端口。

setports(电路、港口{:});

给出了带n端口的电路对象和匹配的网络电路。

生成并绘制s参数

生成并绘制被动16端口匹配网络的s参数。

Sparam =参数参数(ckt,频率);

绘制频率响应图

请在匹配前绘制16口网络的频响图。

图;rfplot (s_params_circ_array);传说

图中包含一个轴对象。axis对象包含256个line类型的对象。这些对象代表dB (S_ {11}), dB (S_ {21}), dB (S_ {31}), dB (S_ {41}), dB (S_ {51}), dB (S_ {61}), dB (S_ {71}), dB (S_ {81}), dB (S_ {91}), dB (S_ {10 1}), dB (S_{11日1}),dB (S_{12日1}),dB (S_{13日1}),dB (S_{14日1}),dB (S_{15日1}),dB (S_{16日1}),dB (S_ {12}), dB (S_ {22}), dB (S_ {32}), dB (S_ {42}), dB (S_ {52}), dB (S_ {62}), dB (S_ {72}), dB (S_ {82}), dB (S_ {92}), dB (S_ {10 2}), dB (S_{11日2}),dB (S_ {12 2}), dB (S_ {13, 2}), dB (S_ {14 2}), dB (S_ {15 2}), dB (S_ {16 2}), dB (S_ {13}), dB (S_ {23}), dB (S_ {33}), dB (S_ {43}), dB (S_ {53}),dB (S_ {63}), dB (S_ {73}), dB (S_ {83}), dB (S_ {93}), dB (S_ {10 3}), dB (S_{11日3}),dB (S_ {12 3}), dB (S_ {13 3}), dB (S_{14日3}),dB (S_ {15 3}), dB (S_{16日3}),dB (S_ {14}), dB (S_ {24}), dB (S_ {34}), dB (S_ {44}), dB (S_ {54}), dB (S_ {64}), dB (S_ {74}), dB (S_ {84}), dB (S_ {94}), dB (S_ {10 4}), dB (S_ {11 4}), dB (S_ {12 4}), dB (S_ {13 4}), dB (S_ {14 4}), dB (S_ {15 4}), dB (S_ {16 4}), dB (S_ {15}), dB (S_ {25}), dB (S_ {35}), dB (S_ {45}), dB (S_ {55}), dB (S_ {65}), dB (S_ {75}), dB (S_ {85}), dB (S_ {95}), dB (S_ {10 5}), dB (S_ {11, 5}),12 dB (S_ {5}), dB (S_ {13, 5}), dB (S_{14、5}),dB (S_ {15, 5}), dB (S_{16日5}),dB (S_ {16}), dB (S_ {26}), dB (S_ {36}), dB (S_ {46}), dB (S_ {56}), dB (S_ {66}), dB (S_ {76}), dB (S_ {86}), dB (S_ {96}), dB (S_ {10 6}), dB (S_{11日6}),dB (S_{12日6}),dB (S_{13日6}),dB (S_{14日6}),dB (S_{15、6}),dB (S_{16日6}),dB (S_ {17}), dB (S_ {27}), dB (S_ {37}), dB (S_ {47}), dB (S_ {57}), dB (S_ {67}), dB (S_ {77}), dB (S_ {87}), dB (S_ {97}), dB (S_ {10 7}), dB (S_{11日7}),dB (S_ {12 7}), dB (S_{13日7}),dB (S_ {14 7}), dB (S_{15日7}),dB (S_{16日7}),dB (S_ {18}),dB (S_ {28}), dB (S_ {38}), dB (S_ {48}), dB (S_ {58}), dB (S_ {68}), dB (S_ {78}), dB (S_ {88}), dB (S_ {98}), dB (S_ {10 8}), dB (S_{11日8}),dB (S_ {12 8}), dB (S_{13日8}),dB (S_ {14 8}), dB (S_ {15 8}), dB (S_ {16 8}), dB (S_ {19}), dB (S_ {29}), dB (S_ {39}), dB (S_ {49}), dB (S_ {59}), dB (S_ {69}), dB (S_ {79}), dB (S_ {89}), dB (S_ {99}), dB (S_ {10 9}), dB (S_{11日9}),dB (S_ {12 9}), dB (S_{13日9}),dB (S_{14日9}),dB (S_ {15 9}), dB (S_ {16 9}), dB (S_ {1, 10}), dB (S_ 10 {2,}), dB (S_ {3, 10}), dB (S_{4、10}),dB (S_ {5 10}), dB (S_{6、10}),dB (S_ {7, 10}),dB (S_ {8 10}), dB (S_ {9 10}), dB (S_{10、10}),dB (S_{11、10}),dB (S_{12、10}),dB (S_{13日10}),dB (S_{14日10}),dB (S_{15、10}),dB (S_{16日10}),dB (S_ {1, 11}), dB (S_ {2, 11}), dB (S_ {3, 11}), dB (S_{4、11}),dB (S_{5、11}),dB (S_ {6, 11}), dB (S_{7、11}),dB (S_{8、11}),dB (S_{9、11}),dB (S_ {10 11}), dB (S_{11日11}),dB (S_ {12 11}), dB (S_{13日11}),dB (S_{14日11}),dB (S_{15日11}),dB (S_{16日11}),dB (S_ 12 {1}), dB (S_ 12 {2,}), dB (S_{3、12}),dB (S_{4、12}),dB (S_ 12 {5}), dB (S_{6、12}),dB (S_{7、12}),dB (S_ {8 12}), dB (S_{9、12}),dB (S_ {10, 12}), dB (S_ {11 12}), dB (S_{12日12}),dB (S_{13日12}),dB (S_{14日12}),dB (S_{15日12}),dB (S_{16日12}),dB (S_ {1, 13}), dB (S_ {2, 13}), dB (S_{3、13}),dB (S_{4、13}),dB (S_{5、13}),dB (S_{6、13}),dB (S_{7、13}),dB (S_{8、13}),dB (S_{9日13}),dB (S_{10、13}),dB (S_{11、13}),dB (S_ {12 13}), dB (S_{13日13}),dB (S_{14日13}),dB (S_{15日13}),dB (S_{16日13}),dB (S_ {1, 14}), dB (S_ {2, 14}), dB (S_{3、14}),dB (S_{4、14}),dB (S_{5、14}),dB (S_{6、14}),dB (S_{7、14}),dB (S_{8、14}),dB (S_{9、14}),dB (S_ {10, 14}), dB (S_{11、14}),dB (S_{12、14}),dB (S_{13、14}),dB (S_{14日14}),dB (S_{15日14}),dB (S_{16日14}),dB (S_ {1, 15}), dB (S_ {2, 15}), dB (S_ {3, 15}), dB (S_ {4 15}), dB (S_{5、15}),dB (S_{6、15}),dB (S_{7、15}),dB (S_ {8 15}), dB (S_{9、15}),dB (S_{10、15}),dB (S_{11、15}),dB (S_{12、15}),dB (S_{13、15}),dB (S_ {14 15}), dB (S_{15、15}),dB (S_{16日15}),dB (S_ {1, 16}), dB (S_ {2, 16}), dB (S_{3、16}),dB (S_{4、16}),dB (S_ {5, 16}), dB (S_{6、16}),dB (S_{7日16}),dB (S_ {8, 16}), dB (S_{9、16}),dB (S_ {10, 16}), dB (S_{11、16}),dB (S_{12、16}),dB (S_{13日16}),dB(S_{14,16}), dB(S_{15,16}), dB(S_{16,16})。

图16口网络匹配后的频率响应

图;rfplot (Sparam);传说

图中包含一个轴对象。axis对象包含256个line类型的对象。这些对象代表dB (S_ {11}), dB (S_ {21}), dB (S_ {31}), dB (S_ {41}), dB (S_ {51}), dB (S_ {61}), dB (S_ {71}), dB (S_ {81}), dB (S_ {91}), dB (S_ {10 1}), dB (S_{11日1}),dB (S_{12日1}),dB (S_{13日1}),dB (S_{14日1}),dB (S_{15日1}),dB (S_{16日1}),dB (S_ {12}), dB (S_ {22}), dB (S_ {32}), dB (S_ {42}), dB (S_ {52}), dB (S_ {62}), dB (S_ {72}), dB (S_ {82}), dB (S_ {92}), dB (S_ {10 2}), dB (S_{11日2}),dB (S_ {12 2}), dB (S_ {13, 2}), dB (S_ {14 2}), dB (S_ {15 2}), dB (S_ {16 2}), dB (S_ {13}), dB (S_ {23}), dB (S_ {33}), dB (S_ {43}), dB (S_ {53}),dB (S_ {63}), dB (S_ {73}), dB (S_ {83}), dB (S_ {93}), dB (S_ {10 3}), dB (S_{11日3}),dB (S_ {12 3}), dB (S_ {13 3}), dB (S_{14日3}),dB (S_ {15 3}), dB (S_{16日3}),dB (S_ {14}), dB (S_ {24}), dB (S_ {34}), dB (S_ {44}), dB (S_ {54}), dB (S_ {64}), dB (S_ {74}), dB (S_ {84}), dB (S_ {94}), dB (S_ {10 4}), dB (S_ {11 4}), dB (S_ {12 4}), dB (S_ {13 4}), dB (S_ {14 4}), dB (S_ {15 4}), dB (S_ {16 4}), dB (S_ {15}), dB (S_ {25}), dB (S_ {35}), dB (S_ {45}), dB (S_ {55}), dB (S_ {65}), dB (S_ {75}), dB (S_ {85}), dB (S_ {95}), dB (S_ {10 5}), dB (S_ {11, 5}),12 dB (S_ {5}), dB (S_ {13, 5}), dB (S_{14、5}),dB (S_ {15, 5}), dB (S_{16日5}),dB (S_ {16}), dB (S_ {26}), dB (S_ {36}), dB (S_ {46}), dB (S_ {56}), dB (S_ {66}), dB (S_ {76}), dB (S_ {86}), dB (S_ {96}), dB (S_ {10 6}), dB (S_{11日6}),dB (S_{12日6}),dB (S_{13日6}),dB (S_{14日6}),dB (S_{15、6}),dB (S_{16日6}),dB (S_ {17}), dB (S_ {27}), dB (S_ {37}), dB (S_ {47}), dB (S_ {57}), dB (S_ {67}), dB (S_ {77}), dB (S_ {87}), dB (S_ {97}), dB (S_ {10 7}), dB (S_{11日7}),dB (S_ {12 7}), dB (S_{13日7}),dB (S_ {14 7}), dB (S_{15日7}),dB (S_{16日7}),dB (S_ {18}),dB (S_ {28}), dB (S_ {38}), dB (S_ {48}), dB (S_ {58}), dB (S_ {68}), dB (S_ {78}), dB (S_ {88}), dB (S_ {98}), dB (S_ {10 8}), dB (S_{11日8}),dB (S_ {12 8}), dB (S_{13日8}),dB (S_ {14 8}), dB (S_ {15 8}), dB (S_ {16 8}), dB (S_ {19}), dB (S_ {29}), dB (S_ {39}), dB (S_ {49}), dB (S_ {59}), dB (S_ {69}), dB (S_ {79}), dB (S_ {89}), dB (S_ {99}), dB (S_ {10 9}), dB (S_{11日9}),dB (S_ {12 9}), dB (S_{13日9}),dB (S_{14日9}),dB (S_ {15 9}), dB (S_ {16 9}), dB (S_ {1, 10}), dB (S_ 10 {2,}), dB (S_ {3, 10}), dB (S_{4、10}),dB (S_ {5 10}), dB (S_{6、10}),dB (S_ {7, 10}),dB (S_ {8 10}), dB (S_ {9 10}), dB (S_{10、10}),dB (S_{11、10}),dB (S_{12、10}),dB (S_{13日10}),dB (S_{14日10}),dB (S_{15、10}),dB (S_{16日10}),dB (S_ {1, 11}), dB (S_ {2, 11}), dB (S_ {3, 11}), dB (S_{4、11}),dB (S_{5、11}),dB (S_ {6, 11}), dB (S_{7、11}),dB (S_{8、11}),dB (S_{9、11}),dB (S_ {10 11}), dB (S_{11日11}),dB (S_ {12 11}), dB (S_{13日11}),dB (S_{14日11}),dB (S_{15日11}),dB (S_{16日11}),dB (S_ 12 {1}), dB (S_ 12 {2,}), dB (S_{3、12}),dB (S_{4、12}),dB (S_ 12 {5}), dB (S_{6、12}),dB (S_{7、12}),dB (S_ {8 12}), dB (S_{9、12}),dB (S_ {10, 12}), dB (S_ {11 12}), dB (S_{12日12}),dB (S_{13日12}),dB (S_{14日12}),dB (S_{15日12}),dB (S_{16日12}),dB (S_ {1, 13}), dB (S_ {2, 13}), dB (S_{3、13}),dB (S_{4、13}),dB (S_{5、13}),dB (S_{6、13}),dB (S_{7、13}),dB (S_{8、13}),dB (S_{9日13}),dB (S_{10、13}),dB (S_{11、13}),dB (S_ {12 13}), dB (S_{13日13}),dB (S_{14日13}),dB (S_{15日13}),dB (S_{16日13}),dB (S_ {1, 14}), dB (S_ {2, 14}), dB (S_{3、14}),dB (S_{4、14}),dB (S_{5、14}),dB (S_{6、14}),dB (S_{7、14}),dB (S_{8、14}),dB (S_{9、14}),dB (S_ {10, 14}), dB (S_{11、14}),dB (S_{12、14}),dB (S_{13、14}),dB (S_{14日14}),dB (S_{15日14}),dB (S_{16日14}),dB (S_ {1, 15}), dB (S_ {2, 15}), dB (S_ {3, 15}), dB (S_ {4 15}), dB (S_{5、15}),dB (S_{6、15}),dB (S_{7、15}),dB (S_ {8 15}), dB (S_{9、15}),dB (S_{10、15}),dB (S_{11、15}),dB (S_{12、15}),dB (S_{13、15}),dB (S_ {14 15}), dB (S_{15、15}),dB (S_{16日15}),dB (S_ {1, 16}), dB (S_ {2, 16}), dB (S_{3、16}),dB (S_{4、16}),dB (S_ {5, 16}), dB (S_{6、16}),dB (S_{7日16}),dB (S_ {8, 16}), dB (S_{9、16}),dB (S_ {10, 16}), dB (S_{11、16}),dB (S_{12、16}),dB (S_{13日16}),dB(S_{14,16}), dB(S_{15,16}), dB(S_{16,16})。

相关的话题