简介

射频系统设计人员在设计过程开始时，会对整个系统必须满足的增益、噪声系数(NF)和非线性度(IP3)进行预算规范。为了确保将架构建模为简单的RF元件级联的可行性，设计人员计算了级级和级联的增益值、噪声图和IP3(第三截距点)。

使用RF预算分析仪应用程序，您可以:

系统架构

使用该app设计的接收机系统架构为:

接收机带宽在5.825 GHz ~ 5.845 GHz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预算分析仪应用程序查看分析。

超外差接收机系统结构中的第一个组件是天线而且TR开关．我们用到达开关的有效功率替换天线块。

1.系统使用TR开关实现收发机之间的切换。交换机对系统增加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[1]的RF预算结果，假设噪声值为2.3 dB。

元素(1)= rfelement(“名字”，“TRSwitch”，“获得”, -1.3,“NF”, 2.3,“OIP3”37岁);

2.模拟RF带通滤波器的使用rffilter设计滤波器。从这个例子中中频巴特沃斯带通滤波器设计时，滤波器的负载阻抗为132.986欧姆。但为了预算计算，每级内部终止50欧姆。因此，为了实现1db的插入损耗，将下一个元件即放大器的输入阻抗Zin设为132.896欧姆。

Fcenter = 5.8e9;Bwpass = 20e6;Z = 132.986;元素(2)= rffilter(“ResponseType”，“带通”，.．.“FilterType”，“巴特沃斯”，“FilterOrder”6.．.“PassbandAttenuation”, 10 * log10 (2),.．.“实现”，的传递函数，.．.“PassbandFrequency”, (Fcenter-Bwpass / 2 Fcenter + Bwpass / 2),“Zout”, 50岁,.．.“名字”，“RF_Filter”）;

该滤波器的s参数并不理想，会自动在系统中插入大约-1dB的损耗。

3.使用放大器对象来对低噪声放大器增益为15 dB，噪声系数为1.5 dB, OIP3为26 dBm的块。

元件(3)=放大器(“名字”，“放大器”，“获得”15岁的“NF”, 1.5,“OIP3”, 26岁,.．.“寻”, Z);

4.模型获得增益10.5 dB，噪声3.5 dB, OIP3 23 dBm。

元件(4)=放大器(“名字”，“获得”，“获得”, 10.5,“NF”, 3.5,“OIP3”、23);

5.接收器将射频频率向下转换为400 MHz的中频频率。使用调制器要创建的对象解调器块的LO(本振)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(“名字”，“解调”，“获得”7“NF”7“OIP3”15岁的.．.“罗”5.4 e9,“ConverterType”，“下来”）;

6.模拟RF带通滤波器的使用rffilter设计滤波器。

Fcenter = 400e6;Bwpass = 5e6;元素(6)= rffilter(“ResponseType”，“带通”，.．.“FilterType”，“巴特沃斯”，“FilterOrder”4.．.“PassbandAttenuation”, 10 * log10 (2),.．.“实现”，的传递函数，.．.“PassbandFrequency”, (Fcenter-Bwpass / 2 Fcenter + Bwpass / 2),“Zout”, 50岁,.．.“名字”，“IF_Filter”）;

该滤波器的s参数并不理想，会自动在系统中插入大约-1dB的损耗。

7.一个模型如果放大器增益为40 dB，噪声系数为2.5 dB的块。

元件(7)=放大器(“名字”，“IFAmp”，“获得”现年40岁的“NF”, 2.5,“寻”, Z);

8.如参考文献所示，接收机使用AGC(自动增益控制)块，其中增益随可用输入功率电平而变化。当输入功率为- 80db时，AGC增益最大为17.5 dB。使用放大器模块来建模AGC。一个模型自动增益控制增益为17.5 dB，噪声系数为4.3 dB, OIP3为36 dBm。

元件(8)=放大器(“名字”，自动增益控制的，“获得”, 17.5,“NF”, 4.3,“OIP3”、36);

9.用下面的方法计算超外差接收机的rbudget系统参数: 5.8 GHz输入频率， -80 dB for可用输入功率， 20mhz用于信号带宽．将天线元件更换为有效元件可用输入功率这估计是-66分贝到达TRswitch

超het = rfbudget(“元素”、元素“InputFrequency”5.8 e9,.．.“AvailableInputPower”, -66,“SignalBandwidth”, 20 e6)

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]

中查看分析射频预算分析器通过在命令行中输入此命令来启动应用程序。

显示(超外差式收音机);

10.该应用程序显示级联值，如:接收机的输出频率，输出功率，增益，噪声图，OIP3和SNR(信噪比)。

11.RF预算分析仪应用程序以mat文件格式保存模型。

图级联换能器增益和级联噪声图

1.利用函数绘制接收机的级联换能器增益，rfplot

rfplot(超外差式收音机,“捷安特”)视图(90,0)

2.绘制接收机的级联噪声图。

rfplot(超外差式收音机,“NF”)视图(90,0)

你也可以使用情节按钮。RFBudgetAnalyzer应用程序绘制不同的输出值。

导出到MATLAB脚本

1.也可以将模型导出为MATLAB脚本格式出口按钮或:

h = exportScript(superhet);

脚本在MATLAB编辑器窗口中自动打开。

h.closeNoPrompt

使用射频块集仿真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(超外差式收音机)

2.运行RF块集模型来计算输出功率(dBm)而且传感器增益(dB)接收者。注意，结果与撅嘴(dBm)和捷安特(dB)使用射频预算分析仪应用程序获得的接收机的值。

3.看看解调器模块的掩模下面。该模块由一个理想滤波器、一个信道选择滤波器和一个用于频率上下转换的LO(本振)组成。

4.模拟的停止时间为零。为了模拟随时间变化的结果，您需要改变停止时间。

导出到RF块集测试台

1.使用出口按钮，将接收器导出到RF Blockset测量测试台或:

exportTestbench(超外差式收音机);

2.RF区块集测试平台由两个子系统组成，射频测量单元而且待测设备．

3.的待测设备中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查看系统参数。默认情况下，RF Blockset测试台验证增益。

使用RF块集测试台验证增益、噪声图和IP3

您可以使用RF Blockset测试平台验证增益、噪声图和IP3测量值。

1.默认情况下，该模型验证被测设备的增益测量。运行模型检查增益值。模拟增益值与应用程序中的级联换能器增益值相匹配。范围显示在400 MHz时输出功率约为6.7 dB，与测试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。计算假设在给定带宽内是一个与频率无关的系统。为了模拟与频率无关的系统并计算正确的噪声值，需要将20mhz的宽带宽降低到窄带宽。

3.首先，停止所有模拟。双击射频测量单元块。这将打开射频测量单元参数。在被测量参数下拉，将参数更改为NF(噪声图)。在参数选项卡，更改基带带宽(Hz)到2000赫兹。点击应用．要了解有关如何操作噪声图验证的详细信息，请单击指令选项卡。

4.再次运行模型，检查噪声值。测试台噪声值与级联噪声值匹配射频预算分析仪应用程序。

5.IP3测量依赖于互调音的产生和测量，这些互调音的振幅通常很小，可能低于DUT的噪声下限。若要精确测量IP3，请清除模拟噪声复选框。

6.要验证OIP3(输出三阶截距)，停止所有模拟。打开射频测量单元对话框。清除模拟噪声(包括刺激和DUT内部)复选框。改变被测量参数IP3．保持IP类型作为输出被．要了解有关如何操作OIP3验证的详细信息，请单击指令选项卡。点击应用．

7.运行模型。testbench的OIP3值与应用的级联OIP3值匹配。

8.要验证IIP3(输入三阶截距)，停止所有模拟。开放射频测量单元对话框。清除模拟噪声(包括刺激和DUT内部)复选框。改变被测量块参数中的参数IP3．改变IP类型来输入被称为．要了解有关如何操作IIP3验证的详细信息，请单击指令选项卡。点击应用．

9.再次运行模型以检查IIP3值。

参考文献

[1]周宏宝，罗斌。”“5.8GHz ETC读写器射频接收机的设计与预算分析”，发表于2010年第12届IEEE国际会议，中国南京，2010年11月。

[2]罗斌，李鹏。“基于中国ETC-DSRC国家规范的5.8GHz RFID读写器射频收发器的预算分析”，发表于无线通信，网络与移动计算，WiCom '09。第五届国际会议，中国北京，2009年9月。