介绍

射频系统设计师开始设计过程规范预算多少增益,噪声图(NF)和非线性(IP3)整个系统必须满足。保证一个架构的可行性建模为一个简单的级联射频元素,设计师计算每级和级联的增益值,噪音图和IP3 (third-intercept点)。

使用射频预算分析仪应用程序,您可以:

系统架构

接收方使用应用系统架构设计是:

接收器带宽5.825 GHz和5.845 GHz之间。

构建超外差式收音机

您可以构建的所有组件的超外差式收音机使用MATLAB命令行和视图使用射频预算分析仪的应用分析。

超外差式收音机系统架构的第一个组件天线和TR开关。我们将天线块替换为有效功率达到开关。

1。系统使用TR切换到发射机和接收机之间切换。开关系统添加一个亏损为1.3 dB。创建一个TRSwitch的增益为-1.3 dB, OIP3 37 dBm。与射频预算参考[1]的结果,图被假定为2.3 dB的噪音。

元素(1)= rfelement (“名字”,“TRSwitch”,“获得”,-1.3,“NF”,2.3,“OIP3”37岁);

2。模拟射频带通滤波器使用rffilter设计滤波器。从这个例子如果巴特沃斯带通滤波器的设计,过滤器的负载阻抗是132.986欧姆。但是对于预算计算,每个阶段由50欧姆内部终止。因此,为了实现1 dB的插入损耗,输入阻抗,寻下一个元素,即。放大器,被设置为132.896欧姆。

Fcenter = 5.8 e9;Bwpass = 20 e6;Z = 132.986;元素(2)= rffilter (“ResponseType”,“带通”,…“FilterType”,“巴特沃斯”,“FilterOrder”6…“PassbandAttenuation”,10 * log10 (2),…“实现”,的传递函数,…“PassbandFrequency”,(Fcenter-Bwpass / 2 Fcenter + Bwpass / 2),“Zout”,50岁,…“名字”,“RF_Filter”);

这个过滤器的参数不理想,并自动将损失大约1 db插入到系统。

3所示。使用放大器对象模型低噪声放大器块15 dB的增益,噪声指数为1.5 dB, OIP3 26 dBm。

元素(3)=放大器(“名字”,“放大器”,“获得”15岁的“NF”,1.5,“OIP3”,26岁,…“寻”,Z);

4所示。模型获得块增益为10.5 dB,噪声指数为3.5 dB, OIP3 23 dBm。

元素(4)=放大器(“名字”,“获得”,“获得”,10.5,“NF”,3.5,“OIP3”、23);

5。接收方降频转换器射频频率如果400 MHz的频率。使用调制器对象创建解调器块瞧(本地振荡器)频率为5.4 GHz,获得7 dB,噪声图7 dB, OIP3 15 dBm。

(5)=调制器(元素“名字”,“解调”,“获得”7“NF”7“OIP3”15岁的…“罗”5.4 e9,“ConverterType”,“下来”);

6。模拟射频带通滤波器使用rffilter设计滤波器。

Fcenter = 400 e6;Bwpass = 5 e6;元素(6)= rffilter (“ResponseType”,“带通”,…“FilterType”,“巴特沃斯”,“FilterOrder”4…“PassbandAttenuation”,10 * log10 (2),…“实现”,的传递函数,…“PassbandFrequency”,(Fcenter-Bwpass / 2 Fcenter + Bwpass / 2),“Zout”,50岁,…“名字”,“IF_Filter”);

这个过滤器的参数不理想,并自动将损失大约1 db插入到系统。

7所示。一个模型如果放大器块40 dB的增益和噪声指数为2.5 dB。

元素(7)=放大器(“名字”,“IFAmp”,“获得”现年40岁的“NF”,2.5,“寻”,Z);

8。如引用,接收机使用AGC(自动增益控制)块可用的增益随输入功率水平。-80分贝的输入功率,自动增益控制增益最大值为17.5 dB。使用一个自动增益控制放大器组件模型。一个模型自动增益控制块增益为17.5 dB,噪声指数为4.3 dB, OIP3 36 dBm。

元素(8)=放大器(“名字”,自动增益控制的,“获得”,17.5,“NF”,4.3,“OIP3”、36);

9。超外差式收音机的rbudget计算使用以下系统参数:5.8 GHz输入频率-80分贝可用的输入功率,20 MHz信号带宽。天线元素替换为有效可用的输入功率据估计是-66分贝达到TRswitch吗

超外差式收音机= rfbudget (“元素”、元素“InputFrequency”5.8 e9,…“AvailableInputPower”,-66,“SignalBandwidth”,20 e6)

超外差式收音机= rfbudget属性:元素:[1×8 rf.internal.rfbudget.Element] InputFrequency: 5.8 GHz AvailableInputPower: -66 dBm SignalBandwidth: 20 MHz的能手:Friis自动更新:真正的分析结果OutputFrequency: (GHz) (5.8 5.8 5.8 5.8 0.4 0.4 0.4 0.4) OutputPower: (dBm) (-67.3 -67.3 -53.3 -42.8 -49.8 -49.8 -10.8 6.7) TransducerGain: (dB) (-1.3 -1.3 12.7 23.2 16.2 16.2 55.2 72.7) NF: (dB) (2.3 2.3 3.531 3.657 3.693 3.693 3.728 3.728) IIP2: (dBm) [] OIP2: (dBm) [] IIP3: (dBm) (38.3 38.3 13.29 -0.3904 -3.824 -3.824 -3.824 -36.7) OIP3: (dBm)(37 37 25.99 22.81 12.38 12.38 51.38 36)信噪比:(dB) (32.66 32.66 31.43 - 31.31 31.27 - 31.27 31.24 - 31.24)

查看分析射频预算分析器应用程序通过输入这个命令在命令行。

显示(超外差式收音机);

10。应用程序显示了级联值如:接收机的输出频率,输出功率、增益,噪声图,OIP3,信噪比(信号-噪声比)。

11。RF预算分析仪应用MAT-file格式保存模型。

情节串联变换器和级联噪声图

1。情节的级联变换器获得接收机使用功能,rfplot

rfplot(超外差式收音机,“捷安特”)视图(90,0)

2。接收机的噪声级联图。

rfplot(超外差式收音机,“NF”)视图(90,0)

您还可以使用情节按钮RFBudgetAnalyzer应用程序绘制不同的输出值。

出口到MATLAB脚本

1。您还可以导出模型的MATLAB脚本格式使用出口按钮或:

h = exportScript(超外差式收音机);

在MATLAB脚本自动打开编辑器窗口。

h.closeNoPrompt

验证输出功率和使用射频Blockset模拟传感器获得

1。使用出口按钮,导出接收机射频Blockset或:

exportRFBlockset(超外差式收音机)

2。运行射频Blockset模型来计算输出功率(dBm)和传感器增益(dB)的接收器。注意,匹配的结果撅嘴(dBm)和捷安特(dB)值使用射频接收机获得预算分析仪的应用。

3所示。看到面具下的解调。这一块由一个理想滤波器和一个通道选择滤波器和罗(本地振荡器)频率向上或向下转换。

4所示。模拟的停止时间是零。模拟时变的结果,你需要改变停止时间。

出口到射频Blockset Testbench

1。使用出口按钮,导出测量接收机射频Blockset testbench或者:

exportTestbench(超外差式收音机);

2。RF Blockset testbench包括两个子系统,射频测量单元和测试设备。

3所示。的测试设备子系统阻止包含您导出的超外差式收音机射频预算分析仪应用。双击DUT子系统块内。

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

验证增益、噪声指数和IP3使用射频Blockset Testbench

图,您可以验证增益,噪声和IP3测量使用射频Blockset testbench。

1。默认情况下,模型验证测试设备的增益测量。运行模型检查获得的价值。模拟增益值与级联匹配传感器增益值的应用。大约6.7 dB的范围显示了一个输出功率在400 MHz相匹配的输出功率值射频预算分析仪应用程序。

2。RF Blockset testbench计算现场噪声图。计算假定独立系统在一个给定的频率带宽。模拟一个频率独立系统,计算正确的噪声图值,你需要减少20 MHz的广泛的带宽窄带宽。

3所示。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。在被测量参数下降,改变参数NF(噪声图)。在参数选项卡中,改变基带带宽(赫兹)2000赫兹。点击应用。了解更多关于如何操纵噪声图验证中,单击指令选项卡。

4所示。再次运行模型检查噪声指数的值。testbench噪声图噪声值匹配的级联图的价值射频预算分析仪应用程序。

5。IP3测量依赖于创建和测量互调色调通常是小振幅和DUT的噪音楼以下的可能。IP3准确度量,清除模拟噪声复选框。

6。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。清除模拟噪声(刺激和DUT内部)复选框。改变被测量参数IP3。保持IP类型作为输出被。了解更多关于如何操纵OIP3验证,点击指令选项卡。点击应用。

7所示。运行模型。的testbench OIP3值匹配的级联OIP3价值应用。

8。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。清除模拟噪声(刺激和DUT内部)复选框。改变被测量参数块参数IP3。改变IP类型来输入被称为。了解更多关于如何操纵IIP3验证,点击指令选项卡。点击应用。

9。再次运行模型检查IIP3价值。

引用

[1]红包周,罗本。“射频接收机的设计和预算分析5.8 ghz等读者”发表在通信技术(国际),2010年12 IEEE国际会议,南京,中国,2010年11月。

[2]罗本,李鹏。“预算分析用于5.8 ghz RFID阅读器的射频收发器基于ETC-DSRC中国国家规范”发表在无线通信、网络和移动计算,WiCom ' 09。第五届国际会议,北京,中国,2009年9月。