这个例子展示了如何构建超外差接收机，并使用射频预算分析仪应用程序分析接收机的增益、噪声数字和IP3射频预算。该接收机是两篇IEEE会议论文[1]和[2]中描述的发射机-接收机系统的一部分。

本示例需要以下产品:s manbetx 845

• SimRF™

• DSP系统工具箱™

介绍

射频系统设计师在设计过程中首先要制定一份预算规范，说明整个系统必须满足多少增益、噪声系数（NF）和非线性（IP3）。为了确保将架构建模为射频元件的简单级联的可行性，设计师计算每级和级联的增益、噪声系数和IP3（第三个截取点）值。

使用射频预算分析仪应用程序，您可以:

• 建立射频元件的级联。

• 计算系统的每级和级联输出功率、增益、噪声系数、信噪比和IP3。

• 将每个阶段和级联的值导出到MATLAB™工作区。

• 将系统设计导出到simmrf进行仿真。

• 将系统设计导出到simmrf测试台作为DUT(待测设备)子系统，并使用应用程序验证得到的结果。

系统架构

使用该应用程序设计的接收器系统架构是:

接收机带宽在5.825GHz和5.845GHz之间。

使用RF预算分析器构建

1.要打开应用程序，在MATLAB提示符下输入以下命令:

RfBudgetanAnalyzer

2.在系统参数对话框，输入5.8 GHz for输入频率，-80分贝可用的输入功率， 20兆赫信号带宽．

3.添加一个的参数块来建模射频带通滤波器。在元件参数对话框中，将块名称更改为射频滤波器．要添加Touchstone (.s2p)文件，单击browse按钮并选择RFfilter.s2p. 应用程序会自动填充文件中过滤器的增益和噪声系数值。在显示区域中，上表显示每级值，下表显示级联值。

4.在系统架构中，射频滤波器的插入损耗为1db。来自.s2p文件的值是一个理想的过滤器，参数不模拟这种损失。使用一个一般的块来模拟过滤器的插入损耗。单击一般的在toolstrip中添加块。在元件参数对话框中，将块名称更改为损失．输入-1 dB可用功率增益12分贝噪声图．

5要对LNA（低噪声放大器）建模，请使用放大器块。点击放大器块，以添加块。将块名称更改为LNA.输入15分贝作为可用功率增益，每分钟1.5分贝噪声图，为26 dBmOIP3．

6.要建模增益块，请使用放大器块。将块名称更改为获得．输入10.5 dB可用功率增益， 3.5 dB噪声图，和23 dBmOIP3．

7.接收器向下转换射频频率到400mhz的中频频率。要对Mixer模块建模，请使用解调器块。在工具栏中，使用调制器下拉列表添加解调器．

8.在元件参数的解调器块，指定LO (Local振荡器)频率为5.4 GHz。输入-7 dB可用功率增益， 7分贝噪声图，和15 dBmOIP3．

9.使用s参数块添加IF过滤器。将块名称更改为如果过滤器．使用IFfilter.s2p填充滤波器的增益和噪声值的文件。这个滤波器的s参数不理想，自动插入大约-1dB的损耗到系统中。

当应用程序窗口中的元素数量超过5个时，无需使用滚动条，就可以看到窗口右侧的级联值。

10.添加一个放大器挡可用功率增益40分贝和噪声图2.5 dB。将块名称更改为如果音箱．

11.正如在参考文献中看到的，接收机使用AGC(自动增益控制)块，其中增益随可用输入功率水平而变化。当输入功率为- 80db时，AGC增益最大为17.5 dB。使用放大器块建模AGC。将块的名称更改为自动增益控制．输入17.5 dB for可用功率增益， 4.3 dB噪声图， 36 dBmOIP3．

12.超外差接收系统体系结构的第一个组成部分是触角和TR开关．为了匹配IEEE论文[1]的射频预算结果，将这两个块添加到系统中。如果需要添加天线和TR开关，请滚动到画布左侧，单击RF滤波器前的。红色插入线移动到系统前端。

13.使用一般的块模型天线。将块名称更改为天线．输入14 dB可用功率增益．

14.该系统使用TR开关在发射机和接收机之间进行切换。该开关为系统增加了1.3 dB的损耗。使用一般的块模型后天线的TR开关。将块的名称更改为TR开关．输入-1.3 dB as可用功率增益，12分贝噪声图， 37 dBmOIP3．

15.应用程序显示级联的值，如:接收机的输出频率，输出功率，增益，噪声系数，OIP3，和信噪比(信噪比)。

16.将模型保存为superheterodynereceiver.RF Budget Analyzer应用程序以MAT文件格式保存模型。

绘制级联传感器增益和级联噪声图

1.使用出口按钮导出接收器的详细信息到MATLAB工作空间。

2.在MATLAB命令行中，您将看到已将RF预算导出到工作区变量*“rfb”．

3.点击变量，rfb在MATLAB中列出接收机的级联和级联值。

4.用MATLAB函数绘制接收机的级联换能器增益，绘图

g=rfb.Cascade传感器曲线图（g，“——gs”，“MarkerEdgeColor”，“b”)头衔(级联传感器获得的)包含(阶段的数量) ylabel (“获得”）

5.绘制接收机的级联噪声图。

nf = rfb。CascadeNF情节(nf、“——废话”，“MarkerEdgeColor”，“b”)头衔(“级联噪声系数”)包含(阶段的数量) ylabel (“噪声图”）

用simmrf仿真验证输出功率和传感器增益

1.使用出口按钮以将接收器导出到SimRF。

2.运行SimRF模型来计算输出功率(dBm)和传感器增益(dB)的接收器。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器的值。

3.双击demoator子系统块。这个子系统由一个图像抑制滤波器和一个LO(本振)组成，用于适当的噪声计算和频率上或下转换。

4.模拟的停止时间为零。为了模拟时变结果，需要改变停止时间。

导出到SimRF测试台

1.使用出口下拉按钮以将接收器导出到simmrf测试台。

2.SimRF试验台由两个子系统组成，射频测量单元和正在测试的设备．

3.的正在测试的设备分系统块包含从射频预算分析仪应用程序导出的超外差接收机。双击DUT分系统块查看内部。

4.双击射频测量单元子系统块查看系统参数。默认情况下，SimRF测试台验证增益。

使用simmrf测试台验证增益、噪声和IP3

您可以使用SimRF测试台验证增益、噪声系数和IP3测量值。

1.默认情况下，模型验证被测设备的增益测量。运行模型来检查增益值。模拟的增益值与应用程序中的级联传感器增益值匹配。scope显示在400 MHz下的输出功率约为6 dB，与RF Budget Analyzer应用程序中的输出功率值匹配。

2.simmrf测试台计算斑点噪声值。计算假设在给定的带宽内有一个与频率无关的系统。为了模拟一个与频率无关的系统并计算出正确的噪声值，需要将20 MHz的宽带宽减少到窄带宽。

3.首先，停止所有的模拟。双击射频测量单元块。这将打开射频测量单元参数。在被测量参数下拉列表，将参数更改为NF(噪声图)。在参数选项卡中,改变基带带宽(赫兹)2000赫兹。点击应用. 要了解有关如何操作噪声系数验证的详细信息，请单击指示选项卡。

4.再次运行模型以检查噪声系数值。测试台噪声系数值与RF Budget Analyzer应用程序中的级联噪声系数值匹配。

5.IP3测量依赖于互调音调的产生和测量，互调音调的振幅通常很小，可能低于被测设备的噪声底限。对于精确的IP3测量，清除模拟噪声复选框。

6.要验证OIP3(输出三阶拦截)，请停止所有模拟。打开射频测量单元对话框中修改被测量参数OIP3.清除模拟噪声(刺激和DUT内部)复选框。要了解有关如何操作OIP3验证的更多信息，请单击指示选项卡。点击应用．

7.运行模型。testbench的OIP3值与应用程序的级联OIP3值匹配。

8.为了验证IIP3（输入三阶截距），停止所有模拟。打开射频测量单元对话框中修改被测量块参数中的参数到IIP3。要了解有关如何操作IIP3验证的更多信息，请单击指示选项卡。点击应用．再次运行模型，检查IIP3值。

工具书类

[1] 周宏宝，罗斌。“5.8GHz ETC阅读器射频接收机的设计和预算分析”发表于通信技术（ICCT），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读写器射频收发器预算分析》，发表于《无线通信、网络与移动计算》，wiom '09。第五届国际会议，中国北京，2009年9月。