介绍

射频系统设计师在设计过程中首先要有一个预算规范，说明整个系统必须满足多少增益、噪声系数(NF)和非线性系数(IP3)。为了确保以简单的射频元件级联为模型的架构的可行性，设计师计算每级和级联的增益、噪声系数和IP3(第三截点)值。

使用RF Budget Analyzer应用程序，您可以：

系统架构

使用应用程序设计的接收器系统架构为：

接收机带宽在5.825GHz和5.845GHz之间。

建立超外差接收机

您可以使用MATLAB命令行构建超外差接收机的所有组件，并使用RF Budget Analyzer应用程序查看分析。

超外差接收机系统架构中的第一个组件是天线和TR开关.我们用到达开关的有效功率更换天线块。

1.系统使用TR开关在发射机和接收机之间切换。该开关会给系统增加1.3 dB的损耗。创建一个TRSwitch增益为-1.3 dB，OIP3为37 dBm。为了匹配参考文献[1]中的射频预算结果，假设噪声系数为2.3 dB。

元素（1）=rf元素(“姓名”,“TRSwitch”,“收益”,-1.3,“NF”, 2.3,“OIP3”,37);

2.对射频带通滤波器的使用进行建模射频滤波器来设计过滤器。从这个例子设计中频巴特沃斯带通滤波器，发现滤波器的负载阻抗为132.986欧姆。但对于预算计算，每个阶段在内部终止50欧姆。因此，为了实现1 dB的插入损耗，将下一个元件（即放大器）的输入阻抗Zin设置为132.896欧姆。

Fcenter = 5.8 e9;Bwpass = 20 e6;Z = 132.986;元素(2)= rffilter (“响应类型”,“带通”,...“FilterType”,“巴特沃斯”,“过滤器订单”6....“剪贴簿”，10*log10（2），...“实施”,“传递函数”,...“通带频率”，[Fcenter Bwpass/2 Fcenter+Bwpass/2]，“佐特”, 50岁,...“姓名”,“射频滤波器”）；

这个滤波器的s参数不理想，自动插入大约-1dB的损耗到系统中。

3.使用放大器对象到模型a低噪声放大器块的增益为15 dB，噪声系数为1.5 dB，OIP3为26 dBm。

元素(3)=放大器(“姓名”,“LNA”,“收益”,15,“NF”, 1.5,“OIP3”,26,...“吉娜”，Z）；

4.a型获得块的增益为10.5 dB，噪声系数为3.5 dB, OIP3为23 dBm。

元件（4）=放大器(“姓名”,“收益”,“收益”,10.5,“NF”, 3.5,“OIP3”,23);

5.接收器将RF频率下变频为400 MHz的中频频率。使用调制器要创建的对象解调器块的LO（本地振荡器）频率为5.4 GHz，增益为-7 dB，噪声系数为7 dB，OIP3为15 dBm。

元件（5）=调制器(“姓名”,“解调器”,“收益”,-7,“NF”7.“OIP3”,15,...“瞧”，5.4e9，“转换器类型”,“向下”）；

6.要对射频带通滤波器进行建模，请使用射频滤波器设计滤波器。

Fcenter=400e6；Bwpass=5e6；元素（6）=rffilter(“响应类型”,“带通”,...“FilterType”,“巴特沃斯”,“过滤器订单”4....“剪贴簿”，10*log10（2），...“实施”,“传递函数”,...“通带频率”，[Fcenter Bwpass/2 Fcenter+Bwpass/2]，“佐特”, 50岁,...“姓名”,'如果过滤器'）；

这个滤波器的s参数不理想，自动插入大约-1dB的损耗到系统中。

7.模型安中频放大器块的增益为40 dB，噪声值为2.5 dB。

元件（7）=放大器(“姓名”,“IFAmp”,“收益”,40,“NF”,2.5,“吉娜”，Z）；

8.正如在参考文献中看到的，接收机使用AGC(自动增益控制)块，其中增益随可用输入功率水平而变化。当输入功率为- 80db时，AGC增益最大为17.5 dB。使用放大器块建模AGC。一个模型自动增益控制块的增益为17.5 dB，噪声系数为4.3 dB，OIP3为36 dBm。

元素(8)=放大器(“姓名”,“AGC”,“收益”, 17.5,“NF”, 4.3,“OIP3”,36);

9使用以下公式计算超外差接收机的rbudget系统参数：5.8千兆赫输入频率， -80分贝可用输入功率，以及20兆赫信号带宽．将天线元件替换为有效的可用输入功率估计到达TRP开关时为-66 dB

超级网=rfbudget(“元素”，元素，“输入频率”5.8 e9,...“可用输入功率”,-66,“信号带宽”，20e6）

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仪通过在命令行中键入此命令应用程序。

显示(超外差式收音机);

10.应用程序显示级联的值，如:接收机的输出频率，输出功率，增益，噪声系数，OIP3，和信噪比(信噪比)。

11.RF Budget Analyzer应用程序以MAT文件格式保存模型。

绘制级联传感器增益和级联噪声图

1.使用函数绘制接收器的级联传感器增益，rfplot

rfplot（超网，“捷安特”)视图（90,0）

2.绘制接收器的级联噪声系数。

rfplot（超网，“NF”)视图（90,0）

您也可以使用情节按钮RfBudgetanAnalyzer应用程序来绘制不同的输出值。

导出到MATLAB脚本

1.您还可以使用出口按钮或：

h=导出脚本（超集）；

脚本在MATLAB编辑器窗口中自动打开。

h、 闭门提示

使用RF块集模拟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RF Blockset，或:

exportRFBlockset（超级集合）

2.运行RF区块集模型以计算输出功率（dBm）和传感器增益（dB）接受者的声音。请注意，结果与撅嘴(dBm)和增益（dB）使用RF Budget Analyzer应用程序获得的接收器值。

3.查看解调器块的遮罩下面。该模块由一个理想滤波器、一个通道选择滤波器和一个用于频率上下转换的LO（本地振荡器）组成。

4.模拟的停止时间为零。要模拟时变结果，需要更改停止时间。

导出到RF区块集测试台

1.使用出口按钮将接收器导出到射频块组测量测试台或:

出口试验台（超热网）；

2.RF区块集测试台由两个子系统组成，射频测量单元和测试设备．

三,测试设备子系统块包含从导出的超外差接收机射频预算分析仪双击DUT子系统块查看内部。

4.双击射频测量单元子系统块以查看系统参数。默认情况下，RF块集测试台验证增益。

使用RF区块集测试台验证增益、噪声系数和IP3

您可以使用RF区块集测试台验证增益、噪声系数和IP3测量值。

1.默认情况下，模型验证被测设备的增益测量。运行模型以检查增益值。模拟增益值与app中的级联传感器增益值匹配。示波器显示400 MHz时的输出功率约为6.7 dB，与中的输出功率值相匹配射频预算分析仪应用程序。

2.射频块集测试台计算斑点噪声数字。计算假设在给定的带宽内有一个与频率无关的系统。为了模拟一个与频率无关的系统并计算出正确的噪声值，需要将20 MHz的宽带宽减少到窄带宽。

3.首先，停止所有模拟。双击射频测量单元块这将打开RF测量装置参数。在测量数量参数下拉列表，将参数更改为法国试验标准（噪声系数）。在参数选项卡，更改基带带宽（Hz）至2000赫兹。单击申请．要了解更多有关如何操纵噪声数字验证的信息，请单击指令选项卡。

4.再次运行模型以检查噪波系数值。测试台噪声系数值与来自射频预算分析仪应用程序。

5.IP3测量依赖于互调音调的创建和测量，互调音调的振幅通常很小，并且可能低于DUT的噪声下限。对于精确的IP3测量，请清除模拟噪音复选框。

6.要验证OIP3(输出三阶拦截)，请停止所有模拟。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。改变测量数量参数到IP3．保持IP类型像输出被。要了解有关如何操作OIP3验证的更多信息，请单击指令选项卡。单击申请．

7.运行模型。测试台OIP3值与应用程序的级联OIP3值匹配。

8.为了验证IIP3（输入三阶截距），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。改变测量数量块参数中的参数IP3. 改变IP类型到参考输入. 要了解有关如何操作IIP3验证的更多信息，请单击指令选项卡。单击申请．

9.再次运行模型以检查IIP3值。

工具书类

[1]周宏宝，罗斌。”《5.8GHz ETC阅读器射频接收机的设计与预算分析》，《通信技术》，2010第12届IEEE国际会议，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读写器射频收发器预算分析》，发表于《无线通信、网络与移动计算》，wiom '09。第五届国际会议，中国北京，2009年9月。