创建复杂的基带等效模型
基带等效建模
RF BloveSet™等效基带软件使用复杂的基带等效模型在时间域中模拟物理系统,该模型是根据物理块的Passband频率域参数创建的。这种类型的建模也称为低通等效(LPE),复杂的包膜或包膜建模。
为了根据物理系统的网络参数在时间域中创建一个复杂的基带等效模型,该模块执行的数学转换由以下三个步骤组成:
计算通带功能
该模块设置通过计算物理子系统的传输函数,然后应用Tukey窗口以获取Passband传输函数,从而从物理块参数从物理块参数中计算Passband传输函数。
笔记
要了解模块群如何使用指定的网络参数来计算建模频率的网络参数,请参见地图网络参数到建模频率。
物理子系统的传输函数定义为:
在哪里vs和vl是下图所示的源和负载电压,以及F表示建模频率。
进一步来说,
在哪里
和
zs是来源的阻抗。
zl是负载阻抗。
sIJ是两个端口网络的S-参数。
如下图所示,该模块从输入端口块参数衍生了物理子系统的传输函数。
然后,该设备应用Tukey窗口以获得Passband传输功能:
在哪里Tukeywin
是信号处理工具箱™Tukeywin
(信号处理工具箱)功能。
计算基带等效传输函数
该模块计算基带传输函数, ,通过将Passband传输函数转换为等效基带传输功能:
在哪里FC是指定的中心频率。
所得的基带等效光谱以零为中心,因此该模块可以使用比Simulink更大的时间步长模拟系统金宝app®可以用于同一系统。有关为什么此翻译允许更大的时间步骤的信息,请参阅基带等效模型的仿真效率。
基带传输函数如下图所示。
计算基带等效脉冲响应
该阻滞通过执行以下步骤来计算基带等效的脉冲响应:
计算基带传递函数的逆FFT。为了更快的仿真,该块使用比指定有限脉冲响应滤波器长度大2的下一个功率来计算IFFT。然后,它将脉冲响应截断为等于指定的滤波器长度的长度。当将有限脉冲响应截断为用户指定的长度时,截断的效果类似于使用矩形窗口窗口。
应用由建模延迟(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而具有因果响应,从而使模型能量集中在窗口的中心,如下图所示:
基带等效模型的仿真效率
基带等效建模技术通过允许模拟器采取更大的时间步骤来提高模拟速度。为了在时间域中模拟系统,Simulink将需要一个步骤:金宝app
使用同一系统的基带等效模型,其频谱已被转移FC,允许更大的时间步骤:
示例 - 基带等效模型的选择参数值
基带等效建模示例概述
在此示例中,您对脉冲刺激的RF传输线进行建模,并绘制基数等效模型,该模型用于模拟时域中的传输线。您可以比较为基带等效模型使用不同参数值的效果。此示例可帮助您了解如何使用这些参数最好地应用使用有限的频率数据频段执行时间域模拟的基带等效建模范式。
创建模型
在示例的这一部分中,您执行以下任务:
选择块以表示系统组件。在示例的这一部分中,您选择要表示的块:
输入信号
RF传输线
基带等效模型显示
下表列出了表示系统组件的块以及每个块的角色的描述。
堵塞 |
描述 |
---|---|
离散冲动 | 生成基于帧的脉冲输入信号。 |
现实想象到复杂 | 将真实脉冲信号转换为复杂的脉冲信号。 |
输入端口 | 建立与RF传输线子系统中所有块共有的参数,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 | 模拟由RF传输线引起的信号衰减。 |
输出端口 | 建立RF传输线子系统中所有块共有的参数。这些参数包括子系统的负载阻抗,用于将RF信号转换为模拟信号。金宝app |
复杂到大小角度 | 将复合信号从输出端口块转换为大小角度格式。 |
构建模型。在示例的这一部分中,您创建一个simulink模型,向模型添加块,然后连接块。金宝app
创建模型。
添加到模型下表中显示的块。表的“库路径列”指定每个块的层次路径。
堵塞
库路径
数量
离散冲动 DSP系统工具箱>来源 1
现实想象到复杂 金宝app>数学操作 1
输入端口 RF阻滞>等效基带>输入/输出端口 1
RLCG传输线 RF阻滞>等效基带>传输线 1
输出端口 RF阻滞>等效基带>输入/输出端口 1
复杂到大小角度 金宝app>数学操作 1
如下图所示,连接块。
现在,您准备指定模型变量。
指定模型变量。在MATLAB上输入以下内容®提示为模型设置工作区变量:
T_S = 5E-10;%示例时间f_c = 3E9;%中心频率抽头= 64;滤波器长度%
现在,您准备指定块参数。
指定模型参数
在示例的这一部分中,您指定以下参数来表示系统组件的行为:
输入信号参数。您可以使用两个块生成基于帧的复杂脉冲源信号:
笔记
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,因此您可以创建一个复杂的输入信号。
在离散脉冲块参数对话框中:
放采样时间至
T_S
。放每个框架样品至
2*水龙头
。
将实数设置为复杂块输入参数为
真实的
。更改此参数将块输入的数量从两个更改为一个,从而使块完全连接。
传输线子系统参数。在示例的这一部分中,您配置了模拟RF滤波器子系统的块 -输入端口,,,,传输线, 和输出端口块。
在“输入端口块参数”对话框中:
放将输入simulink信金宝app号视为至
事件动力波
。该选项告诉区块将输入信号解释为RF子系统的入射功率波,而不是RF子系统的源电压。
笔记
如果您使用此参数的默认值,则该软件将输入Simulink信号解释为源电压。金宝app结果,在所有频率下,分别对输入端口和输出端口块进行建模的源和负载将6 dB的损失引入到物理系统中。有关此损失发生原因的更多信息,请参见转换simulink信号金宝app。
放有限脉冲响应滤波器长度至
水龙头
。放中心频率至
f_c
。放样品时间至
T_S
。该样品时间等于1/的建模带宽
T_S
秒。放输入处理至
列作为通道(基于帧)
。
在RLCG传输线块参数对话框中:
放每长度的电感(h/m)至
50
。放每个长度的电容(f/m)至
.02
。放频率(Hz)至
f_c
。放传输线长度(M)至
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。
信号显示参数。在示例的这一部分中,您指定设置基带等效模型显示的参数。您使用复杂到大小角度将RF子系统输出转换为幅度格式的块。
设置复合物到大小角度块输出参数为
震级
。更改此参数将块输出数量从两个更改为一个,从而使块完全连接。
运行模拟并分析结果
在运行模拟之前,请设置停止时间。点击模拟在里面准备, 点击模型设置在配置和仿真。进入2*T_S*(TAPS-1)
为了停止时间范围。
要运行模拟,请单击跑在模型窗口中。
启动模拟时,此窗口会自动出现。以下图显示了基带等效的模型,该模型包含大量的可支柱能量,因为该模型的带宽有限。
基带等效模型
该示例的下一部分向您展示了如何减少这种可用性响应。
减少基带等效模型中的可aus响应
在示例的这一部分中,您调整了后卫乐队的分数带宽范围。该参数控制着滤波器应用于创建基带等效模型的滤波器的整形。
设置输入端口后卫乐队的分数带宽参数为
0.2
。重新运行模拟。
您可以看到,可aus响应低于以前的仿真,但是由于周期性是周期性的,但在模型末端仍然有一些能量包裹。
基带等效模型,带滤光片
笔记
您可以通过增加基带等效模型中的可aus响应来进一步降低Acausal响应。后卫乐队的分数带宽参数高于0.2,但是如果使用高值,则会损害传输线增益的保真度。
下一节将向您展示如何移动响应以避免这种包装。
将延迟引入基带等效模型
在示例的这一部分中,您调整了建模延迟(样品)范围。此参数控制模块设置用于创建基带等效模型的延迟。
设置输入端口建模延迟(样品)参数为
12
。重新运行模拟。
基带等效模型的响应集中在一个小时窗口中。该模型提供了指定频率数据频段的最准确的时间域模拟。
基带等效模型,带有滤波和延迟