主要内容

匹配网络设计器

设计、可视化和比较单端口负载的匹配网络

自从R2021a

描述

匹配网络设计器应用程序让您设计,可视化,并比较匹配的网络为一个端口负载。

使用这个应用程序,你可以:

  • 设计两分量和三分量集总元匹配网络。

  • 提供源阻抗和负载阻抗作为一个单端口的试金石文件,标量阻抗,射频电路对象,射频网络参数对象,天线工具箱™对象,或作为一个匿名函数。

    请注意

    • 方法将单端口电路对象加载到应用程序中,必须将端口设置为电路对象setports函数。

    • 要使用天线工具箱对象,必须具有天线工具箱许可证。

    • 单端口Touchstone文件包括S1P、Z1P和Y1P文件类型。

  • 利用工作频率范围和功率波s参数等约束条件对匹配网络进行排序。

  • 绘制功率波s参数[1]在Smith™图和笛卡尔图上的匹配网络。

  • 绘制电压驻波比(VSWR)和阻抗变换图。

  • 绘制匹配网络功率波s参数的幅值、相位、实部和虚部。

  • 导出所选网络为电路对象或功率波s参数为sparameters对象。

可用配置

应用程序工具条包含这些网络配置,您可以使用它们来设计匹配的网络:

  • Pi-Topology

  • T-Topology

  • L-Topology

  • 三个部分

打开匹配的网络设计器应用程序

  • MATLAB®工具条:在应用程序选项卡,在信号处理与通信,按匹配网络设计器应用程序图标。

  • MATLAB命令提示符:输入matchingNetworkDesigner

例子

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在命令行中键入此命令以打开匹配网络设计器应用程序。

matchingNetworkDesigner

选择文件节启动新会话。在新会话窗口,指定设计要求:

  • z源- - - - - -标量复阻抗

  • 阻抗(欧姆)- - - - - -50 + 2我

  • Zl源- - - - - -标准文件

  • 文件名称- - - - - -dipole_example.s1p

  • 中心频率- - - - - -1.5 e9而且

  • 带宽- - - - - -750年e6

该应用程序只能识别单端口的试金石文件,并将中心频率和带宽转换为Hz。

mnw1_1.png

选择开始会议.在应用程序窗口的工具条中,选择三个部分配置部分并选择生成生成匹配的网络。从匹配网络浏览器窗格中,选择节点。对于本例,请选择auto_1.的品质因数中输入的数据进行填充新会话窗口。

mnw_ex11.png

设置约束对三分量匹配网络进行排序。为此,单击管理约束.在设计约束窗口中,单击添加约束按钮。png按钮并添加约束。将约束设置为:

abs(参数)- - - - - -S11

条件- - - - - -<

目标(dB)- - - - - - - - - - - -15

最小频率(GHz)- - - - - -1.4500

最大频率(GHz)- - - - - -1.5400

重量- - - - - -1

选择活跃的并点击好吧

mnw1_3.png

根据约束条件对匹配网络进行排序,节点在约束条件下重新排列匹配网络浏览器窗格。

mnw_ex12.png

比较节点间的功率波s参数结果。为了本例的目的,比较两种方法的功率波s参数结果auto_1而且auto_3节点。要执行此操作,请选择auto_1而且auto_3使用Ctrl关键。结果显示在笛卡尔和史密斯图中。

mnw_ex13.png

请取消auto_3节点。为了可视化的阻抗变换auto_1节点,选择阻抗变换史密斯的阴谋或选择ZTransform窗口在应用程序的右手边。

mnw_ex14.png

设计了一个小单极子形式的电阻源和容性负载之间的窄带双调谐l段匹配网络。本例设计了一个由两个电感器组成的l型匹配网络。等效源阻抗为50负载为欧姆,谐振频率为左右的单极子1GHz。负载(天线)阻抗为500MHz,是谐振频率的一半。

Load_antenna = design(单极子,1e9);Sparams_load =参数(load_antenna,linspace(0.45e9,0.55e9,101));

打开匹配网络设计器应用程序,在命令行输入此命令。

matchingNetworkDesigner

选择文件节启动新会话。在新会话窗口,指定需求:

  • z源- - - - - -标量复阻抗

  • 阻抗(欧姆)- - - - - -50

  • Zl源- - - - - -S-、Y-或z -参数对象

  • 变量名- - - - - -sparams_load

  • 中心频率- - - - - -500年e6而且

  • 带宽- - - - - -10 e6

该应用程序将中心频率和带宽转换为Hz。

mnw2_1.png

选择开始会议.在应用程序窗口的工具条中,选择L-Topology配置部分并选择生成生成匹配的网络。从匹配网络浏览器窗格中,选择节点。对于本例,请选择auto_1

mnw_ex21.png

要绘制VSWR,请选择电压驻波比笛卡儿的阴谋

mnw2_3.png

设计一个带电路对象的pi匹配网络。在本例中,自定义pi匹配网络由两个电容器和一个电感组成。

创建一个电路对象。

电路(“test_ckt2”);

创建两个电容器,C1而且C2电容为3.35pF和2.917pF。

C1 =电容(3.35e-12,“C1”);C2 =电容(2.917e-12,C2的);

创建一个5.44nH电感。

L =电感器(5.44e-9,“L”);

添加C1到节点(1,0)电路对象的。

添加(电路,(1,0),c1);

添加l到节点[1,2]电路对象的。

add(电路[1,2],l);

添加C2到节点(2,0)电路对象的。

添加(电路(2,0),c2);

保存电路对象。

保存(“test_file2.mat”“电路”);

将端口设置为电路对象,并以MAT文件类型重新保存电路对象。

Setports (ckt,[1 0],[2 0]);保存(“test_file2.mat”“电路”);

在命令行中键入此命令以打开匹配网络设计器应用程序。

matchingNetworkDesigner

选择文件节启动新会话。在新会话窗口,指定设计要求:

  • z源- - - - - -标量复阻抗

  • 阻抗(欧姆)- - - - - -50

  • Zl源- - - - - -标准文件

  • 文件名称- - - - - -dipole_example.s1p

  • 中心频率- - - - - -1.5 e9而且

  • 带宽- - - - - -750年e6

选择输入电路导入本例中设计的自定义pi匹配网络。选择节点test_ckt2匹配网络浏览器窗格。

importmnw.png

自定义pi匹配网络的S11和S21图以笛卡尔图显示。

相关的例子

编程使用

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matchingNetworkDesigner打开匹配网络设计器应用程序设计,可视化,并比较单端口窄带匹配网络。

matchingNetworkDesigner (mnnetwork)方法保存的匹配网络匹配网络设计器应用程序。mnnetwork是一个MAT文件。

提示

  • 使用这个表达式来设置设计约束:|参数|条件10 ^ (目标(dB)/ 20).例如,|S21| > 10^(-3/20)表示匹配的网络电路排序S21大于-3.dB作为设计约束。在线性尺度下,表达式可重写为|S21| > 0.7079。

算法

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参考文献

[1] Kurokawa, K.《能量波和散射矩阵》。IEEE微波理论与技术汇刊13日,没有。2(1965年3月):194-202。https://doi.org/10.1109/TMTT.1965.1125964。

路德维希,莱因霍尔德和吉恩·博格丹诺夫。射频电路设计:理论与应用.上马鞍河,新泽西州:Prentice-Hall, 2009。

版本历史

R2021a中引入

另请参阅

应用程序

对象