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创建复杂的基带 - 等效模型

基带 - 等效建模

RF Blockset™等效基带软件使用其从物理块的通带频域参数创建的复杂基带 - 等效模型来模拟时域中的物理系统。这种类型的建模也称为低通等效（LPE），复杂的信封或包络建模。

要在基于物理系统的网络参数的时域中创建复杂的基带 - 等效模型，块集执行了由以下三个步骤组成的数学转换：

计算通带传输函数

通过计算物理子系统的传递函数然后应用Tukeand窗口以获得通带传递函数来计算来自建模频率的物理块参数的通带传递函数。

注意

要了解块集如何使用指定的网络参数来计算建模频率的网络参数，请参阅将网络参数映射到建模频率。

物理子系统的传递函数定义为：

$H. （ F. ） = \frac{{V.}_{L.} （ F. ）}{{V.}_{S.} （ F. ）}$

在哪里V._S.和V._L.是下图所示的源和负载电压，以及F.表示建模频率。

更具体地，

$H. （ F. ） = \frac{{S.}_{21.} （ 1 + {γ.}_{L.} ）（ 1 - {γ.}_{S.} ）}{2 （ 1 - {S.}_{22.} {γ.}_{L.} ）（ 1 - {γ.}_{我 N} {γ.}_{S.} ）}$

在哪里

$\begin{array}{l} {γ.}_{L.} = \frac{{Z.}_{L.} - {Z.}_{O.}}{{Z.}_{L.} + {Z.}_{O.}} \\ {γ.}_{S.} = \frac{{Z.}_{S.} - {Z.}_{O.}}{{Z.}_{S.} + {Z.}_{O.}} \\ {γ.}_{我 N} = {S.}_{11.} + （ {S.}_{12.} {S.}_{21.} \frac{{γ.}_{L.}}{（ 1 - {S.}_{22.} {γ.}_{L.} ）} ） \end{array}$

和

Z._S.是源阻抗。
Z._L.是负载阻抗。
S._IJ.是双端口网络的S参数。

块集从输入端口块参数中导出物理子系统的传递函数，如下图所示。

然后，BlockSet应用Tukey窗口以获取通带传输功能：

${H.}_{P. A. S. S. B. A. N D.} （ F. ） = H. （ F. ） \cdot T. 你 K. E. y W. 我 N （ N. 那 F. ）$

在哪里Tukeywin.是信号处理工具箱™Tukeywin.（信号处理工具箱）功能。

计算基带等同的传递函数

块集计算基带传递函数， ${H.}_{B. A. S. E. B. A. N D.} （ F. ）$ ，通过将通带传递函数转换为其等效基带传递函数：

${H.}_{B. A. S. E. B. A. N D.} （ F. ） = {H.}_{P. A. S. S. B. A. N D.} （ F. + {F.}_{C.} ）$

在哪里F._C.是指定的中心频率。

生成的基带 - 等效频谱以零为中心，因此块集可以使用比Simulink的更大的时间步进模拟系统金宝app^®可以用于同一系统。有关此转换为何允许更大的时间步进的信息，请参阅基带等同模型的仿真效率。

基带传递函数如下图所示。

计算基带相同的脉冲响应

块集通过执行以下步骤来计算基带等同的脉冲响应：

计算基带传递函数的逆FFT。为了更快的模拟，块使用比指定的有限脉冲响应滤波器长度大的下一个2的电源计算IFFT。然后，它截断脉冲响应到等于指定的滤波器长度的长度。当有限脉冲响应被截断到用户指定的长度时，截断的效果类似于具有矩形窗口的窗口。
应用所指定的延迟建模延迟（样品）输入端口块对话框中的参数。为此延迟选择适当的值可确保基带 - 等效模型通过移动时间窗口具有因果响应，使得模型能量集中在窗口的中心，如下图所示：

基带等同模型的仿真效率

基带 - 等效式建模技术通过允许模拟器采用较大的时间步长来提高模拟速度。要模拟时域中的系统，Simulink将需要步长：金宝app

${T.}_{S. T. E. P.} = \frac{1}{2 {F.}_{最大}}$

使用相同系统的基带等同模型，其频谱已向下移位F._C.，允许更大的时间步骤：

${T.}_{S. T. E. P.} = \frac{1}{2 （ {F.}_{最大} - {F.}_{C.} ）} = \frac{1}{{F.}_{最大} - {F.}_{闵}}$

基带 - 等效建模示例概述

在此示例中，您模拟由脉冲激励的RF传输线，并绘制块集用于模拟时域中的传输线的基带等同模型。您可以比较使用不同参数值对基带等效模型的影响。此示例可帮助您了解如何使用这些参数来最佳应用使用有限频带数据执行时域仿真的基带等效建模范例。

创建模型

在该示例的这一部分中，您执行以下任务：

选择块以表示系统组件
建立模型
指定模型变量

选择块以表示系统组件。在该示例的这一部分中，您可以选择要表示的块：

输入信号
射频传输线
基带 - 等效模型显示

下表列出了表示系统组件的块和每个块的角色的描述。

块	描述
离散冲动	生成基于帧的脉冲输入信号。
真实的东西到复杂	将实脉冲信号转换为复脉冲信号。
输入端口	建立对RF传输线子系统中的所有块共有的参数，包括用于将Simulink信号转换为物理建模环境的子系统的源阻抗。金宝app
RLCG传输线	模型由RF传输线引起的信号衰减。
输出端口	建立对RF传输线子系统中的所有块共有的参数。这些参数包括子系统的负载阻抗，其用于将RF信号转换为Simulink信号。金宝app
复杂到幅度角度	将来自输出端口块的复数信号转换为大小角度格式。

构建模型。在该示例的这一部分中，您创建了一个Simulink模型，将块添加到模型，并连接块。金宝app

创建模型。

添加到下表中显示的块的模型。表的库路径列指定每个块的分层路径。

块	图书馆路径	数量
离散冲动	DSP系统工具箱>来源	1
真实的东西到复杂	金宝app>数学运营	1
输入端口	RF块集>等效基带>输入/输出端口	1
RLCG传输线	RF块集>等效基带>传输线	1
输出端口	RF块集>等效基带>输入/输出端口	1
复杂到幅度角度	金宝app>数学运营	1

连接块，如下图所示。

现在您已准备好指定模型变量。

指定模型变量。在MATLAB中键入以下内容^®提示为模型设置工作区变量：

t_s = 5e-10;％采样时间f_c = 3e9;％中心频率水龙头= 64;％过滤器长度

现在您已准备好指定块参数。

指定模型参数

在该示例的这一部分中，您可以指定以下参数以表示系统组件的行为：

输入信号参数
传输线子系统参数
信号显示参数

输入信号参数。您使用两个块生成基于帧的复杂脉冲源信号：

当离散冲动（DSP系统工具箱）块生成真实脉冲信号。
当真实的东西到复杂块将实际信号转换为复杂信号。

注意

RF模型中的所有信号必须复杂以匹配物理子系统中的信号，因此您可以创建复杂的输入信号。

在离散脉冲块参数对话框中：
- 套采样时间到目前为止T_S.。
- 套每帧样品到目前为止2 *水龙头。
将real-imag设置为复杂的块输入参数到真。更改此参数将块输入的数量从两到一个更改，使块完全连接。

传输线子系统参数。在该示例的这一部分中，您可以配置模型RF过滤器子系统的块 - 该块输入端口那传输线，和输出端口块。

在“输入端口块参数”对话框中：
- 套处理输入模拟信号金宝app到目前为止事件动力波。
  此选项告诉块集将输入信号作为入射功率波解释到RF子系统，而不是RF子系统的源极电压。
  
  注意
  
  如果使用此参数的默认值，则软件将输入的Simulink信号解释为源电压。金宝app结果，分别为输入端口和输出端口块模型的源和负载，在所有频率下将6 dB丢失引入物理系统中。有关为什么发生这种损失的更多信息，请参阅注释转换往返Simulink信号金宝app。
- 套有限脉冲响应滤波器长度到目前为止点击。
- 套中心频率到目前为止f_c.。
- 套采样时间到目前为止T_S.。
  该采样时间相当于1 /的建模带宽T_S.秒。
- 套输入处理到目前为止列作为通道（基于帧）。
在“RLCG传输线块参数”对话框中：
- 套每长（H / m）电感到目前为止50.。
- 套每个长度的电容（f / m）到目前为止.02。
- 套频率（Hz）到目前为止f_c.。
- 套传输线长度长度（m）到目前为止0.5 * t_s.。
接受输出端口块的默认参数，以使用50欧姆的负载阻抗。