Matching Network Designer

Проектируйте, визуализируйте и сравните совпадающие сети для нагрузки с одним портом

Описание

Приложение Matching Network Designer позволяет вам проектировать, визуализировать и сравнить соответствующие сети для загрузки с одним портом.

Используя это приложение, вы можете:

  • Проектируйте двух- и трехкомпонентные согласованные элементы, совпадающие с требуемыми частотами и выгруженными Q-факторами.

  • Обеспечьте импеданс источника и нагрузки как однопортовый файл Touchstone, скалярный импеданс, объект радиочастотной схемы, объект параметра радиочастотной сети, объект Antenna Toolbox™ или как анонимная функция.

    Примечание

    • Чтобы загрузить объект однопортовой схемы в приложение, вы должны задать порты своему объекту схемы, используя setports функция.

    • Чтобы использовать объект Antenna Toolbox, необходимо иметь лицензию Antenna Toolbox.

    • Однопортовые файлы Touchstone включают S1P, Z1P и Y1P типы файлов.

  • Сортировка соответствующих сетей с помощью ограничений, таких как рабочая область значений и S-параметры степени.

  • Постройте график S-параметров степени [1] совпадающей сети на диаграмме Smith™ и Декартовом графике.

  • Постройте графики коэффициента стоячей волны (VSWR) и преобразования импеданса.

  • Постройте величины, фазы, вещественной и мнимой частей S-параметров силовой волны совпадающей сети.

  • Экспорт выбранных сетей как circuit объекты или степени S как sparameters объекты.

Доступные строения

Панель инструментов приложения содержит следующие сетевые строения, которые можно использовать для разработки соответствующих сетей:

  • Пи-топология

  • Т-топология

  • L-топология

  • 3-Components

Matching Network Designer app

Откройте Matching Network Designer приложение

  • MATLAB® Панель инструментов: На вкладке Apps, в разделе Signal Processing and Communications, щелкните значок Matching Network Designer приложения.

  • Командная строка MATLAB: Ввод matchingNetworkDesigner.

Примеры

расширить все

Введите эту команду в командной строке, чтобы открыть приложение Matching Network Designer.

matchingNetworkDesigner

Выберите New в разделе File раздел, чтобы начать новый сеанс. В окне New Session задайте требования проекта:

  • Zs Source - Scalar Complex Impedance

  • Импеданс (Ом) - 50+2i.

  • Zl Source - Touchstone File

  • Имя файла - dipole_example.s1p

  • Центральная частота - 1.5e9 и

  • Пропускная способность - 750e6.

Приложение распознает только однопортовые файлы Touchstone и преобразует центральную частоту и пропускную способность в Гц.

Выберите Start session. На панели инструментов окна приложения выберите 3-Components под Configuration и выберите Generate, чтобы сгенерировать соответствующую сеть. На панели «Соответствующий сетевой браузер» выберите узлы. Для целей этого примера выберите auto_1. Коэффициент качества заполняется на основе данных, введенных в окне Новый сеанс.

Установите ограничения, чтобы отсортировать сети с тремя компонентами. Для этого щелкните Управление ограничениями (Manage Constraints). В окне Design Constraints нажмите кнопку и добавьте ограничения. Установите ограничение на:

abs (Параметр) - S11

Условие - <

Цель (дБ) - - 15

Минимальная частота (ГГц) - 1.4500

Максимальная частота (ГГц) - 1.5400

Вес - 1

Выберите Active и нажмите OK.

Соответствующие сети сортируются на основе ограничений, и узлы переставляются на панели «Соответствующий сетевой браузер».

Сравните результаты S-параметра степени между узлами. Для целей этого примера сравните, степень волновой S-параметр результатов между auto_1 и auto_3 узлы. Для этого выберите auto_1 и auto_3 узлы, использующие ключ Ctrl. Результаты, отображенные на графиках Декартова и Смита.

Отмените выбор auto_3 узел. Чтобы визуализировать преобразование импеданса auto_1 узел, выберите Impedance Transformation в разделе Smith Plot или выберите ZTransform окно в правой части приложения.

Создайте узкополосную двойную настройку L-образной сети соответствия между источником сопротивления и емкостной нагрузкой в виде небольшого монополя. Этот пример проектирует сеть соответствия L-образного сечения, состоящую из двух индукторов. Эквивалентное входное сопротивление источника 50 Ом и нагрузка - монополь с резонансной частотой около 1 ГГц. Импеданс нагрузки (антенны) на 500 МГц, что вдвое меньше 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 New в разделе File раздел, чтобы начать новый сеанс. В окне New Session задайте требования:

  • Zs Source - Scalar Complex Impedance

  • Импеданс (Ом) - 50

  • Zl Source - S-,Y-, or Z-parameter Object

  • Имя переменной - sparams_load

  • Центральная частота - 500e6 и

  • Пропускная способность - 10e6.

Приложение преобразует центральную частоту и пропускную способность в Гц.

Выберите «Начать сеанс». На панели инструментов окна приложения выберите L-Топологию в разделе Configuration и выберите Generate, чтобы сгенерировать соответствующую сеть. На панели «Соответствующий сетевой браузер» выберите узлы. Для целей этого примера выберите auto_1.

Чтобы построить график VSWR, выберите VSWR под Декартовым графиком.

Спроектируйте pi-соответствующую сеть с объектами схем. Для целей этого примера пользовательская сеть pi-соответствия состоит из двух конденсаторов и индуктора.

Создайте 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');

Создайте 5.44 индуктор нН.

l = inductor(5.44e-9,'L');

Добавить C1 к узлу [1,0] объекта схемы.

add(ckt,[1,0],c1);

Добавить L к узлу [1,2] объекта схемы.

add(ckt,[1,2],l);

Добавить C2 к узлу [2,0] объекта схемы.

add(ckt,[2,0],c2);

Сохраните объект схемы.

save('test_file2.mat','ckt');

Установите порты на объект схемы и сбросьте объект схемы в тип файла MAT.

setports(ckt,[1 0],[2 0]);
save('test_file2.mat','ckt');

Введите эту команду в командной строке, чтобы открыть приложение Matching Network Designer.

matchingNetworkDesigner

Выберите New в разделе File раздел, чтобы начать новый сеанс. В окне New Session задайте требования проекта:

  • Zs Source - Scalar Complex Impedance

  • Импеданс (Ом) - 50

  • Zl Source - Touchstone File

  • Имя файла - dipole_example.s1p

  • Центральная частота - 1.5e9 и

  • Пропускная способность - 750e6

Выберите Import Circuit, чтобы импортировать пользовательскую pi-соответствующую сеть, разработанную в этом примере. Выберите узел test_ckt2 в разделе «Соответствие панели Network Browser».

S11 и S21 график пользовательской pi-совпадающей сети отображается под Декартовым графиком.

Похожие примеры

Программное использование

расширить все

matchingNetworkDesigner открывает приложение Matching Network Designer для разработки, визуализации и сравнения однопортовых узкополосных совпадающих сетей.

matchingNetworkDesigner(mnnetwork) открывает соответствующую сеть, сохраненную с помощью приложения Matching Network Designer mnnetwork. является файлом MAT.

Алгоритмы

расширить все

Ссылки

[1] Kurokawa, K. «Power Waves and the Матрица Рассеяния». Транзакции IEEE по теории и методам СВЧ 13, № 2 (март 1965): 194-202. https://doi.org/10.1109/TMTT.1965.1125964.

[2] Людвиг, Рейнгольд и Джин Богданов. Проект схемы RF: теория и применения. Верхняя Седл-Ривер, Нью-Джерси: Prentice Hall, 2009.

См. также

Приложения

Объекты

Введенный в R2021a