基于Matlab的RF电路设计与仿真 第10页

基于Matlab的RF电路设计与仿真 第10页
Fk=10^(Fk_dB/10);
Qk=abs(1+Gopt)^2*(Fk-Fmin)/(4*Rn/Z0); % 噪声系数圆参数
dfk=Gopt/(1+Qk); % 求噪声系数圆圆心
rfk=sqrt((1-abs(Gopt)^2)*Qk+Qk^2)/(1+Qk); % 求圆半径
a=[0:360]/180*pi;
hold on;
plot(real(dfk)+rfk*cos(a),imag(dfk)+rfk*sin(a),'b','linewidth',2);
text(real(dfk)-0.1,imag(dfk)+rfk+0.08,...
   strcat('\bfF_k=',sprintf('%g',Fk_dB),'dB'));
%指定预定增益
G_goal_dB=8;
G_goal=10^(G_goal_dB/10);
% find constant operating power gain circles
delta=det(s_param);
go=G_goal/abs(s21)^2; % normalized gain
dgo=go*conj(s22-delta*conj(s11))/(1+go*(abs(s22)^2-abs(delta)^2)); % center
rgo=sqrt(1-2*K*go*abs(s12*s21)+go^2*abs(s12*s21)^2);
rgo=rgo/abs(1+go*(abs(s22)^2-abs(delta)^2)); % radius
%在Smith圆图上画等噪声系数圆
rgs=rgo*abs(s12*s21/(abs(1-s22*dgo)^2-rgo^2*abs(s22)^2));
dgs=((1-s22*dgo)*conj(s11-delta*dgo)-rgo^2*conj(delta)*s22)/(abs(1-s22*dgo)^2-rgo^2*abs(s22)^2);
%在Smith圆图上画等功率增益圆
hold on;
plot(real(dgs)+rgs*cos(a),imag(dgs)+rgs*sin(a),'r','linewidth',2);
text(real(dgs)-0.1,imag(dgs)-rgs-0.05,...
   strcat('\bfG=',sprintf('%g',G_goal_dB),'dB'));
% 选择源反射系数
Gs=dgs+j*rgs;
% 求出负载反射系数
GL=(s11-conj(Gs))/(delta-s22*conj(Gs));
% 求出满足条件的实际噪声系数
F=Fmin+4*Rn/Z0*abs(Gs-Gopt)^2/(1-abs(Gs)^2)/abs(1+Gopt)^2;
% print out the actual noise figure
Actual_F_dB=10*log10(F)
% 求出输入、输出反射系数
Gin=s11+s12*s21*GL/(1-s22*GL);
Gout=s22+s12*s21*Gs/(1-s11*Gs);
% find the VSWRin and VSWRout
Gimn=abs((Gin-conj(Gs))/(1-Gin*Gs));
Gomn=abs((Gout-conj(GL))/(1-Gout*GL));

VSWRin=(1+Gimn)/(1-Gimn) % VSWRin should be unity since we used
                         % the constant operating gain approach
VSWRout=(1+Gomn)/(1-Gomn)
% 定义期望输入电压驻波比
VSWRin=1.5;
% 求出等驻波比圆方程参量
Gimn=(1-VSWRin)/(1+VSWRin)
dvimn=(1-Gimn^2)*conj(Gin)/(1-abs(Gimn*Gin)^2); % circle center
rvimn=(1-abs(Gin)^2)*abs(Gimn)/(1-abs(Gimn*Gin)^2); % circle radius
%在Smith圆图中画出 VSWRin=1.5 的圆
plot(real(dvimn)+rvimn*cos(a),imag(dvimn)+rvimn*sin(a),'g','linewidth',2);
text(real(dvimn)-0.15,imag(dvimn)+rvimn+0.05,...
      strcat('\bfVSWR_{in}=',sprintf('%.1g',VSWRin)));
% 标出输入电压驻波比函数
% 在输入等驻波比圆上标出Gamm_s 
Gs=dvimn+rvimn*exp(j*a);
Gout=s22+s12*s21*Gs./(1-s11*Gs);
%求出双共轭匹配反射系数
Gimn=abs((Gin-conj(Gs))./(1-Gin*Gs));
Gomn=abs((Gout-conj(GL))./(1-Gout*GL));
% 求出输入、输出端口的电压驻波比
VSWRin=(1+Gimn)./(1-Gimn);
VSWRout=(1+Gomn)./(1-Gomn);
figure; % 打开新的图建立关系图
plot(a/pi*180,VSWRout,'r',a/pi*180,VSWRin,'b','linewidth',2);
legend('VSWR_{out}','VSWR_{in}');
title('Input and output VSWR as a function of \Gamma_S position');
xlabel('Angle \alpha, deg.');
ylabel('Input and output VSWRs');
axis([0 360 1.3 2.3])
% 求出源反射系数
Gs=dvimn+rvimn*exp(j*85/180*pi);
% 求出相应的输出反射系数
Gout=s22+s12*s21*Gs./(1-s11*Gs);
% 计算符合要求的转换增益
GT=(1-abs(GL)^2)*abs(s21)^2.*(1-abs(Gs).^2)./abs(1-GL*Gout).^2./abs(1-Gs*s11).^2;
GT_dB=10*log10(GT)
% 求双共轭匹配端口输入输出增益
Gimn=abs((Gin-conj(Gs))./(1-Gin*Gs));
Gomn=abs((Gout-conj(GL))./(1-Gout*GL));
% ... and find the corresponding VSWRs
VSWRin=(1+Gimn)./(1-Gimn)
VSWRout=(1+Gomn)./(1-Gomn)
% 计算获得的实际噪声系数
F=Fmin+4*Rn/Z0*abs(Gs-Gopt)^2/(1-abs(Gs)^2)/abs(1+Gopt)^2;
F_dB=10*log10(F)

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