射频噪声建模

此示例显示如何使用RF块集™ 电路包络库,用于模拟噪声和计算噪声功率。结果与理论计算和通信工具箱进行了比较™ 参考模型。

模型如下所示。

系统架构

显示为白色的射频系统包括:

  • A.配置块,用于设置RF块集系统的全局模拟参数模拟噪音选中该选项后,模拟中将包含噪波。

  • 外部噪声功率谱密度为$4kT\u sR$应用于输入。在这个等式中,$k$是波尔兹曼常数,$T\s$是源的温度,以及$R$是噪声参考阻抗。本例中使用的计算噪声级为-174 dBm/Hz。这个外部噪声信号源是一个明确的信号。

  • 放大器具有指定功率增益和噪声系数的块。

  • A.电压传感器(即。外埠)块,用源类型参数设置为电压.

  • 源和负载电阻器。

以绿色显示的通信工具箱参考系统包括:

  • 获得模拟放大器增益和负载效应的模块。

  • 接收机热噪声分别为外部噪声和放大器噪声建模的块。

这个计算功率块计算均方根噪声功率。请注意,通信工具箱信号参考1欧姆,而RF块集功率是针对实际负载计算的$R_负载$.

示例模型使用回调函数为块参数定义变量建模>模型设置>模型属性然后单击“模型属性”窗口中的“回调”选项卡。

运行示例

  1. 类型开放式系统('RFNoiseExample')在命令窗口提示下。

  2. 选择模拟>.

这个噪声功率显示器块验证RF块集和通信工具箱噪声模型是否等效。

计算射频系统噪声

要在RF块集电路包络环境中启用噪声:

  • 配置“块”对话框中,选择模拟噪音.

  • 指定一个温度.RF Blockset使用此值计算放大器内部的等效噪声温度。

  • 指定噪声系数(dB)系统中任何放大器或混频器的参数。

在该示例中,对于4 dB的指定LNA增益和3 dB的噪声系数,使用以下等式计算输出噪声:

$$G_1=2.5119\mbox{(4 dB)}$$

$$F_1=1.9953\mbox{(3 dB)}$$

下一个方程式将噪声因子转换为等效噪声温度。$T$温度RF块集的参数配置

$$T_e=(F_1-1)*T=288.63$$

最后一个方程式计算输出噪声功率。$T\s$是SimRF的温度™外部噪声block和通信工具箱外部噪声地板

$$N{out,sys}=10\log{10}{\left(k(T_s+T_e)G_1\right)}+30=-166.97
;\mbox{dBm/Hz}$$

可用噪声功率是指当电阻源为等于源电阻的无噪声电阻负载供电时,它可以提供的功率。绿色外部噪声地板模块生成参考50欧姆的可用电源。

这个前端增益模块根据放大器的源电阻和输入阻抗对分压器进行建模。

绿色参考放大器噪声放大器增益模块分别对放大器和放大器增益增加的噪声进行建模。

通信工具箱的输出放大器增益块等于RF块集上的电压R_载荷