Моделирование каскадной радиочастотной сети

Обзор

В этом примере для моделирования коэффициента усиления и шума каскадной сети используется интерфейс командной строки RF Toolbox™. Вы анализируете сеть в частотной области и строите график результатов.

Примечание

Сведения об использовании приложения RF Design and Analysis App для выполнения этих задач см. в разделе Моделирование RF-сети.

Сеть, используемая в этом примере, состоит из усилителя и двух линий передачи. Панель инструментов представляет радиочастотные компоненты и радиочастотные сети, использующие объекты радиочастотных цепей. Вы научитесь создавать эти объекты и манипулировать ими для анализа каскадной сети усилителей.

Создание радиочастотных компонентов

Введите следующий набор команд в подсказке MATLAB ® для создания трех цепей (rfckt) объекты со значениями свойств по умолчанию. Эти объекты схемы представляют две линии передачи и усилитель:

FirstCkt = rfckt.txline;
SecondCkt = rfckt.amplifier;
ThirdCkt = rfckt.txline;

Указать данные компонента

В этой части примера задаются следующие свойства компонента:

Свойства линии передачи
Свойства усилителя

Свойства линии передачи

Введите следующую команду в подсказке MATLAB для изменения длины линии первой линии передачи, FirstCktКому 12:
```
FirstCkt.LineLength = 12;
```
Введите следующую команду в подсказке MATLAB для изменения длины второй линии передачи. ThirdCktКому 0.025 и изменить фазовую скорость на 2.0e8:
```
ThirdCkt.LineLength = 0.025;
ThirdCkt.PV = 2.0e8;
```

Свойства усилителя

Введите следующую команду в приглашении MATLAB для импорта параметров сети, данных шума и данных питания из default.amp файл в усилитель, SecondCkt:
```
read(SecondCkt, 'default.amp');
```
Введите следующую команду в подсказке MATLAB для изменения метода интерполяции усилителя, SecondCktКому cubic:
```
SecondCkt.IntpType = 'cubic';
```
IntpType свойство сообщает панели инструментов, как интерполировать параметры сети, данные шума и данные мощности при анализе усилителя на частотах, отличных от указанных в файле.

Проверка радиочастотных компонентов

В этой части примера выполняется график параметров сети и данных мощности (выходная мощность в сравнении с входной мощностью) для проверки поведения усилителя.

Введите следующий набор команд в подсказке MATLAB для использования smithplot команду на печать исходных _S11 и _S22 параметров усилителя (SecondCkt) на диаграмме Z Smith ®:
```
figure
lineseries1 = smith(SecondCkt,'S11','S22');
lineseries1(1).LineStyle = '-';
lineseries1(1).LineWidth = 1;
lineseries1(2).LineStyle = ':';
lineseries1(2).LineWidth = 1;
```
```
legend show
```
Примечание
На графике показаны S-параметры в диапазоне частот, для которых сетевая информация указана в default.amp файл - от 1 ГГц до 2,9 ГГц.
Введите следующий набор команд в подсказке MATLAB для использования RF Toolbox plot команда для построения графика усилителя (SecondCkt) выходная мощность (_Pout) как функция входной мощности (_Pin), как в децибелах, относящихся к одному милливатту (дБм), на графике плоскости X-Y:
```
figure
plot(SecondCkt,'Pout','dBm')
```
$Figure contains an axes. The axes contains an object of type line. This object represents P_{out}(Freq=2.1[GHz]).$
```
legend show
```
Примечание
График показывает данные о мощности на частоте 2,1 ГГц, поскольку эта частота является той, для которой данные о мощности указаны в default.amp файл.

Построение и моделирование сети

В этой части примера создается объект схемы для представления каскадного усилителя и анализа объекта в частотной области.

Введите следующую команду в запросе MATLAB для каскадирования трех объектов цепи для формирования нового каскадного объекта цепи. CascadedCkt:
```
FirstCkt = rfckt.txline;
SecondCkt = rfckt.amplifier;
ThirdCkt = rfckt.txline;
```
```
CascadedCkt = rfckt.cascade('Ckts',{FirstCkt,SecondCkt,...
           ThirdCkt});
```
Введите следующий набор команд в подсказке MATLAB, чтобы определить диапазон частот для анализа каскадной цепи, а затем выполните анализ:
```
f = (1.0e9:1e7:2.9e9);
analyze(CascadedCkt,f);
```

Анализ результатов моделирования

В этой части примера результаты моделирования анализируются путем вывода данных для объекта схемы, представляющего каскадную сеть усилителей.

Введите следующий набор команд в подсказке MATLAB для использования smithplot для построения графика параметров _S11 и _S22 каскадной сети усилителей на Z Smith Chart:
```
figure
lineseries2 = smith(CascadedCkt,'S11','S22','z');
lineseries2(1).LineStyle ='-';
lineseries2(1).LineWidth =1;
lineseries2(2).LineStyle = ':';
lineseries2(2).LineWidth = 1;
```
```
legend show
```
Введите следующий набор команд в подсказке MATLAB для использования plot для построения графика параметра _S21 каскадной сети, представляющего усиление сети, на плоскости X-Y:
```
figure
plot(CascadedCkt,'S21','dB')
```
$Figure contains an axes. The axes contains an object of type line. This object represents S_{21}.$
```
legend show
```
Введите следующий набор команд в подсказке MATLAB для использования plot для создания бюджетного графика параметра _S21 и показателя шума в сети усилителей:
```
figure
plot(CascadedCkt,'budget', 'S21','NF')
```
$Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type line. These objects represent S_{21}, NF.$
```
legend show
```
График бюджета показывает параметры как функцию частоты по индексу цепи. Компоненты индексируются в зависимости от их положения в сети. В этом примере:
- Индекс цепи 1 соответствует FirstCkt.
- Индекс цепи 2 соответствует SecondCkt.
- Индекс цепи 3 соответствует ThirdCkt.
Кривая для каждого индекса представляет вклад ВЧ-компонентов вплоть до компонента с этим индексом включительно.

Документация