Проектирование, визуализация и сравнение соответствующих сетей для однопортовой нагрузки
MATLAB ® Toolstrip: На вкладке «Приложения» в разделе «Обработка сигналов и связь» щелкните значок приложения «Соответствующий конструктор сети».
командная строка MATLAB: Enter matchingNetworkDesigner.
Введите эту команду в командной строке, чтобы открыть приложение Соответствующий конструктор сети.
matchingNetworkDesigner
Выберите Создать в разделе File для запуска нового сеанса. В окне Создать сеанс (New Session) укажите требования к конструкции.
Источник Zs - Scalar Complex Impedance
Импеданс (Ом) - 50+2i.
Источник Zl - Touchstone File
Имя файла - dipole_example.s1p
Центральная частота - 1.5e9 и
Полоса пропускания - 750e6.
Приложение распознает только однопортовые файлы Touchstone и преобразует центральную частоту и полосу пропускания в Гц.
Выберите Запуск сеанса. На панели инструментов окна приложения выберите 3-Components под Configuration и выберите Generate, чтобы создать соответствующую сеть. На панели «Соответствующий обозреватель сети» выберите узлы. В данном примере выберите auto_1. Коэффициент качества заполняется на основе данных, введенных в окне Новый сеанс.
Установите ограничения для сортировки сетей с тремя компонентами. Для этого щелкните Управление ограничениями (Manage Constraints). В окне «Конструктивные зависимости» нажмите
кнопку и добавьте зависимости. Установите ограничение следующим образом:
abs (параметр) -S11
Состояние <
Цель (дБ) - -15
Минимальная частота (ГГц) - 1.4500
Максимальная частота (ГГц) - 1.5400
Вес - 1
Выберите Активный (Active) и нажмите кнопку ОК.
Соответствующие сети сортируются на основе ограничений, а узлы переупорядочиваются на панели «Соответствующий обозреватель сети».
Сравните результаты S-параметра волны мощности между узлами. Для целей этого примера сравните результаты S-параметра волны мощности между auto_1 и auto_3 узлы. Для этого выберите auto_1 и auto_3 с помощью клавиши Ctrl. Результаты отображаются на декартовом графике и графике Смита.
Отмените выбор auto_3 узел. Для визуализации преобразования импеданса auto_1 выберите «Преобразование импеданса» в разделе «График Смита» или выберите ZTransform в правой части приложения.
Создание узкополосной двухпозиционной L-секционной согласующей сети между резистивным источником и емкостной нагрузкой в виде небольшого монополя. В этом примере конструируется L-образная согласующая сеть, состоящая из двух индукторов. Эквивалентный импеданс источника равен 50 Ом и нагрузка - это монополь с резонансной частотой около 1 ГГц. Импеданс нагрузки (антенны) составляет 500 МГц, что составляет половину резонансной частоты.
load_antenna = design(monopole,1e9); sparams_load = sparameters(load_antenna,linspace(0.45e9,0.55e9,101));
Чтобы открыть приложение Matching Network Designer, введите эту команду в командной строке.
matchingNetworkDesigner
Выберите Создать в разделе File для запуска нового сеанса. В окне Создать сеанс укажите требования:
Источник Zs - Scalar Complex Impedance
Импеданс (Ом) - 50
Источник Zl - S-,Y-, or Z-parameter Object
Имя переменной - sparams_load
Центральная частота - 500e6 и
Полоса пропускания - 10e6.
Приложение преобразует центральную частоту и полосу пропускания в Гц.
Выберите «Начать сеанс». На панели инструментов окна приложения выберите L-Topology в разделе Configuration и выберите Generate, чтобы создать соответствующую сеть. На панели «Соответствующий обозреватель сети» выберите узлы. В данном примере выберите auto_1.
Для печати VSWR выберите VSWR под декартовым сюжетом.
Спроектируйте pi-согласующую сеть с объектами цепи. Для целей этого примера пользовательская сеть pi-согласования состоит из двух конденсаторов и индуктора.
Создать circuit объект.
ckt = circuit('test_ckt2');Создайте два конденсатора, C1 и C2 с емкостью 3.35 pF и 2.917 pF.
c1 = capacitor(3.35e-12,'C1'); c2 = capacitor(2.917e-12,'C2');
Создать 5.44 nH индуктор.
l = inductor(5.44e-9,'L');Добавить C1 в узел [1,0] объекта цепи.
add(ckt,[1,0],c1);
Добавить L в узел [1,2] объекта цепи.
add(ckt,[1,2],l);
Добавить C2 в узел [2,0] объекта цепи.
add(ckt,[2,0],c2);
Сохраните объект цепи.
save('test_file2.mat','ckt');
Установите порты для объекта цепи и сохраните объект цепи в файле типа MAT.
setports(ckt,[1 0],[2 0]); save('test_file2.mat','ckt');
Введите эту команду в командной строке, чтобы открыть приложение Соответствующий конструктор сети.
matchingNetworkDesigner
Выберите Создать в разделе File для запуска нового сеанса. В окне Создать сеанс (New Session) укажите требования к конструкции.
Источник Zs - Scalar Complex Impedance
Импеданс (Ом) - 50
Источник Zl - Touchstone File
Имя файла - dipole_example.s1p
Центральная частота - 1.5e9 и
Полоса пропускания - 750e6
Выберите Импорт цепи (Import Circuit), чтобы импортировать пользовательскую сеть pi-matching, созданную в этом примере. Выбрать узел test_ckt2 на панели «Соответствующий обозреватель сети».
График S11 и S21 пользовательской сети pi-matching отображается под декартовым графиком.
[1] Курокава, К. «Волны мощности и матрица рассеяния». Сделки IEEE по микроволновой теории и методам 13, № 2 (март 1965 года): 194-202. https://doi.org/10.1109/TMTT.1965.1125964.
[2] Людвиг, Рейнгольд и Джин Богданов. RF Circuit Design: теория и применение. Река Верхнее Седло, Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2009.