RF Budget Analyzer

Анализируйте усиление, шумовую фигуру, IP2 и IP3 каскадных элементов RF и экспортируйте в RF Blockset

Описание

Приложение RF Budget Analyzer анализирует усиление, шумовую фигуру и нелинейность предложенной архитектуры системы RF.

Используя это приложение, вы можете:

  • Создайте каскад элементов RF.

  • Вычислите наэтапный и каскадная выходная мощность, усиление, шумовая фигура, ОСШ и IP3 системы.

  • Вычислите нелинейные эффекты, такие как выходная мощность, IP2, NF и ОСШ с помощью гармонического анализа баланса.

  • Постройте rfbudget результаты через пропускную способность и по этапам.

  • Постройте S-параметры Системы RF на графике Смита и полярном графике.

  • Постройте величину, фазу и действительные, и мнимые части S-параметров Системы RF и по этапам.

  • Экспортируйте наэтапный и каскадные значения к рабочей области MATLAB®.

  • Экспортируйте разработку системы в RF Blockset™ для симуляции.

  • Экспортируйте разработку системы в Испытательный стенд RF Blockset как подсистема устройства под тестом (DUT) и проверьте результаты с помощью симуляции.

    Примечание

    Если вы используете антенный элемент, приложение не поддерживает экспорт в испытательный стенд в RF Blockset с помощью опции Measurement Testbench.

  • Визуализируйте бюджетные результаты и S-параметры по этапам и частотам.

  • Сравните Friis и гармонические бюджетные результаты баланса.

Доступные блоки

Панель инструментов приложения содержит эти нелинейные элементы, которые можно использовать, чтобы создать систему RF:

  • Усилитель

  • Модулятор

  • Демодулятор

  • Типовой

Панель инструментов приложения содержит эти линейные элементы, которые можно использовать, чтобы создать систему RF:

  • S-параметры

  • Фильтр

  • Линия электропередачи

  • Ряд RLC

  • Шунтируйте RLC

  • Аттенюатор

  • Антенна

    Примечание

    Используйте Антенный элемент только при моделировании антенны передачи.

Доступные шаблоны

Панель инструментов приложения содержит эти шаблоны, которые можно использовать, чтобы спроектировать передатчик или систему приемника:

  • Приемник

  • Передатчик

RF Budget Analyzer app

Откройте приложение RF Budget Analyzer

  • Панель инструментов MATLAB: На вкладке Apps, под Signal Processing and Communications, кликают по значку приложения.

  • Командная строка MATLAB: Войти rfBudgetAnalyzer.

Примеры

развернуть все

Проектируйте и анализируйте передатчик RF с помощью приложения RF Budget Analyzer.

Введите rfBudgetAnalyzer открыть приложение.

Используйте шаблон Transmitter, чтобы создать основной передатчик.

Шаблон передатчика отображен можно следующим образом.

В Системных параметрах задайте требования передатчика RF:

  • Введите частоту815 МГц

  • Доступная входная мощность0 dBm

  • Пропускная способность сигнала100 МГц

Нажмите the IFAmplifier в холсте проекта. Удалите его с помощью кнопки Delete Element на панели инструментов.

Добавьте Типовой элемент вместо IFAmplifier использование панели инструментов. В панели Параметров Элемента задайте:

  • ИмяIFFilter

  • Доступное усиление степени -3.6 дБ

  • Выберите Apply.

Кликните по элементу Модулятора. В панели Параметров Элемента задайте:

  • ИмяMixer

  • Доступное усиление степени-6.5 дБ

  • OIP311.5 dBm

  • Частота LO4.97 GHz

  • Тип конвертераUp

  • Выберите Apply.

Удалите элемент S-параметров под названием BandpassFilter. Добавьте Типовой элемент. В панели Параметров Элемента задайте:

  • ИмяRFFilter1

  • Доступное усиление степени-1.4 дБ

  • Выберите Apply.

Выберите PowerAmplifier элемент и в панели Параметров Элемента, задайте:

  • ИмяPowerAmplifier1

  • Доступное усиление степени20 дБ

  • OIP343 dBm

  • Выберите Apply.

Добавьте другой элемент Усилителя с помощью панели инструментов. В панели Параметров Элемента задайте:

  • ИмяPowerAmplifier2

  • Доступное усиление степени20 дБ

  • OIP343 dBm

  • Выберите Apply.

Добавьте другой Типовой элемент. В панели Параметров Элемента задайте:

  • ИмяRFFilter2

  • Доступное усиление степени-1.4 дБ

  • Выберите Apply.

Сохраните систему. Приложение сохраняет систему в файле MAT.

Постройте выходную мощность передатчика с помощью 3D кнопки Plot. Выберите 3D График и choose Output Power - Pout.

Этот пример использует проект передатчика RF из Системного Аналитического примера Передатчика RF.

Последуйте Системному Аналитическому примеру Передатчика RF, чтобы спроектировать передатчик RF. Выберите антенный элемент из раздела Elements и добавьте элемент в конце этого передатчика RF. В панели Параметров Элемента выберите Antenna Designer из Источника Антенны выпадающий список.

Нажмите Create Antenna в панели Параметров Элемента.

Приложение Antenna Designer открывается. Нажмите New, чтобы исследовать библиотеку антенны. Этот пример использует dipoleFolded антенный элемент с центральной частотой 815 МГц. Для этого выберите Folded элемент из галереи Antenna, Частоты Проекта набора к 815 МГц, и нажимает кнопку Принять.

Обновленная антенна показывает в окне.

Нажмите Update Element, чтобы обновить Antenna элемент в приложении RF Budget Analyzer. Нажмите ОК в диалоговом окне Confirm Update.

Окно приложения Antenna Designer закрывается и Antenna элемент обновляется в приложении RF Budget Analyzer. Панель Результатов автоматически обновляется для анализа Friis с EIRP и Directivity из Antenna элемент.

Проектируйте и анализируйте приемник RF с помощью приложения RF Budget Analyzer.

Введите rfBudgetAnalyzer открыть приложение.

Используйте опцию шаблона Receiver, чтобы создать основной приемник.

Шаблон приемника отображен можно следующим образом:

В Системных параметрах задайте требования приемника RF:

  • Введите частоту5.745 МГц

  • Доступная входная мощность-65 dBm

  • Пропускная способность сигнала100 МГц

Нажмите RFFilter в холсте проекта. Этот RFFilter элемент S-параметров. Это принимает файл Touchstone® в типе файла S2P. Обновите панель параметров Элемента можно следующим образом:

  • Имя: BandpassFilter

  • Файл S2P: Выберите файл S2P путем нажатия на Кнопку обзора.

  • Выберите Apply.

Нажмите the RFAmplifier элемент. В панели Параметров Элемента задайте требования элемента:

  • ИмяLNA1

  • Доступное усиление степени12 дБ

  • OIP320 dBm

  • Выберите Apply.

Добавьте другой элемент Усилителя с помощью панели инструментов. В панели Параметров Элемента задайте требования элемента:

  • ИмяLNA2

  • Доступное усиление степени12 дБ

  • OIP320 dBm

  • Выберите Apply.

Добавьте Типовой элемент. В панели Параметров Элемента задайте требования элемента:

  • ИмяIRFilter

  • Доступное усиление степени-4.05 дБ

  • Выберите Apply.

Нажмите Demodulator элемент. В панели Параметров Элемента задайте требования элемента:

  • ИмяMixer

  • Доступное усиление степени-6.5 дБ

  • OIP311.5 dBm

  • Частота LO4.93 GHz

  • Тип конвертераDown

  • Выберите Apply.

Удалите IFFilter, Элемент S-параметров. Добавьте Типовой элемент в его месте. В панели Параметров Элемента задайте требования элемента:

  • ИмяCSFilter

  • Доступное усиление степени-9.55 дБ

  • Выберите Apply.

Нажмите IFAmplifier элемент. В панели Параметров Элемента задайте требования элемента:

  • ИмяPowerAmp1

  • Доступное усиление степени16 дБ

  • OIP326 dBm

  • Выберите Apply.

Добавьте еще два элемента Усилителя. Для каждого элемента, в панелях Параметров Элемента задают требования элемента:

  • Имя PowerAmp2 | PowerAmp3

  • Доступное усиление степени16 дБ | 20 дБ

  • OIP326 dBm | 33 dBm

  • Выберите Apply.

Сохраните систему. Приложение сохраняет систему в файле MAT.

Постройте выход OIP3 приемника с помощью 3D кнопки Plot. Нажмите 3D кнопку Plot и выберите Output Third-Order Intercept Point - OIP3.

Создайте усилитель с усилением 4 дБ.

a = amplifier('Gain',4);

Создайте модулятор с OIP3 13 dBm.

m = modulator('OIP3',13);

Создайте nport использование passive.s2p.

n = nport('passive.s2p');

Создайте элемент RF с усилением 10 дБ.

r = rfelement('Gain',10);

Вычислите rfbudget из серии элементов RF на входной частоте 2,1 ГГц, доступной входной мощности-30 dBm и пропускной способности 10 МГц.

b = rfbudget([a m r n],2.1e9,-30,10e6);

Запустите эту команду в командном окне, чтобы открыть систему в приложении RF Budget Analyzer.

show(b)

Установите значение OIP2 Amplifier к 60 dBm использование Параметров Элементов разделяют на области и выбирают Apply. В разделе System Parameters, набор Доступная Входная мощность к 50 dBm и гармоника запуска балансируют анализ с помощью кнопки HB - Analyze.

Результаты отображены как показано ниже.

Установите флажок Auto-Analyze, чтобы автоматически повторно вычислить гармонические аналитические вычисления баланса.

Установите значение OIP2 RFelement как 50 dBm использование Параметров Элементов разделяют на области и выбирают Apply.

Установите флажок Compare View в панели Результатов, чтобы сравнить расчетный Friis и гармонические результаты решателя баланса. Можно использовать, Выбирать Results, выпадающий из панели Результатов, чтобы отфильтровать результаты и выдержать сравнение между Friis и гармоническим решателем баланса.

Спроектируйте входную сеть соответствия для усилителя 2D этапа с помощью элемента Линии электропередачи в приложении RF Budget Analyzer.

Введите rfBudgetAnalyzer открыть приложение.

В Системных параметрах задайте требования:

  • Введите частоту2.45 GHz

  • Доступная входная мощность0 dBm

  • Пропускная способность сигнала2 GHz

Добавьте два элемента Линии электропередачи. В панели Параметров Элемента задайте:

  • ИмяMicrostrip1 | Microstrip2

  • Введите microstrip | microstrip

  • Width 0.0034173| 0.0034173 метры

  • Высота0.001524| 0.001524 метры

  • Толщина3.5e-06 | 3.5e-06 метры

  • EpsilonR3.48| 3.48

  • LossTangent0.0037| 0.0037 метры

  • SigmaCond Inf | Inf S/m

  • LineLength0.0089| 0.0147 метры

  • StubModeShunt | NotAStub

  • ЗавершениеOpen

  • Выберите Apply.

Добавьте два элемента S-параметров. В панели Параметров Элемента задайте:

  • Имя Sparams1 | Sparams2

Загрузите файл Touchstone® (f551432p.s2p) к элементам S-параметров, обеспеченным в этом примере и, выбирают Apply.

Постройте входной коэффициент отражения системы с помощью 3D кнопки Plot. Нажмите 3D кнопку Plot, выберите S-Parameters и выберите S11.

Спроектируйте систему RF и постройте S-параметры, выходную мощность и усиление преобразователя с помощью приложения RF Budget Analyzer.

Введите rfBudgetAnalyzer открыть приложение.

В Системных параметрах задайте требования:

  • Введите частоту2.1 GHz

  • Доступная входная мощность-30 dBm

  • Пропускная способность сигнала45 МГц

Добавьте элемент S-параметров. В Параметрах Элемента задайте:

  • Имя RFBandpassFilter

Загрузите файл Touchstone® (RFBudget_RF.s2p) к элементу S-параметров, обеспеченному в этом примере и, выбирают Apply.

Добавьте элемент Усилителя. В Параметрах Элемента задайте:

  • ИмяRFAmplifier

  • Доступное усиление степени11.53 дБ

  • NF1.53 дБ

  • OIP335 dBm

  • Выберите Apply.

Добавьте элемент Демодулятора. В Параметрах Элемента задайте:

  • ИмяDemodulator

  • Доступное усиление степени-6 дБ

  • NF — 4 дБ

  • OIP350 dBm

  • Частота LO2.03 GHz

  • Тип конвертераDown

  • Выберите Apply.

Добавьте другой элемент S-параметров. В Параметрах Элемента задайте:

  • Имя IFBandpassFilter

Загрузите файл Пробного камня (RFBudget_IF.s2p) к элементу S-параметров, обеспеченному в этом примере и, выбирают Apply.

Добавьте другой элемент Усилителя. В Параметрах Элемента задайте:

  • ИмяIFAmplifier

  • Доступное усиление степени30 дБ

  • NF8 дБ

  • OIP337 dBm

  • Выберите Apply.

Сохраните систему. Приложение сохраняет систему в файле MAT.

Нажмите кнопку S-Parameters Plot. Это позволяет вам строить график Smith®, полярный график, величину, фазу и действительные, и мнимые части S-параметров Системы RF и по этапам.

Установите пропускную способность графика на 75 и разрешение 250 под разделом Plots.

Данные S-параметров отображены можно следующим образом.

Выберите Phase (deg) в выпадающем меню Графика XY в S-параметрах разделяют на области, чтобы построить фазу S21.

График фазы отображен как показано.

Постройте выходную мощность системы RF с помощью 2D кнопки Plot. Нажмите 2D кнопку Plot и выберите Output Power - Pout.

2D выходная мощность отображена.

Постройте усиление преобразователя системы RF с помощью 2D кнопки Plot. Нажмите 2D кнопку Plot и выберите Transducer Gain - GainT.

Связанные примеры

Программируемое использование

развернуть все

rfBudgetAnalyzer открывает приложение RF Budget Analyzer, чтобы анализировать наэтапный и общий доход, шумовая фигура и нелинейность (IP3) системы RF.

rfBudgetAnalyzer(rfsystem) открывает систему RF сохраненное использование приложения RF Budget Analyzer. rfsystem файл MAT.

Советы

  • Приложение RF Budget Analyzer принимает 0 Гц как Input Frequency для системы. Можно установить Input Frequency в разделе System Parameters.

  • Приложение RF Budget Analyzer не принимает 0 Гц как LO Frequency. Это применимо к элементам Модулятора и Демодулятора.

  • Выходные частоты из приложения RF Budget Analyzer всегда положительны.

  • Элемент Фильтра позволяет вам использовать только 'Transfer function' реализация, когда вы устанавливаете Filter Type на 'InverseChebyshev' в панели Element Parameters.

  • Чтобы спроектировать антенный элемент с помощью приложения RF Budget Analyzer, в панели Антенного элемента, устанавливают Antenna Source на Isotropic radiator.You может также спроектировать антенный элемент с помощью приложения Antenna Designer или объекта антенны. Чтобы использовать приложение Antenna Designer или объект антенны, вам нужна лицензия Antenna Toolbox™.

  • Антенные элементы, созданные с использованием объект антенны по умолчанию, требуют большей памяти. Чтобы ускорить симуляцию, спроектируйте свой антенный элемент на высокой частоте, 2 GHz или больше.

Ссылки

[1] Pozar, Дэвид М. Микроуов Энджиниринг. 4-й редактор Хобокен, NJ: Вайли, 2012.

Смотрите также

Приложения

Введенный в R2016a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте