基于MATLAB的RF电路设计与仿真

基于Matlab的RF电路设计与仿真

摘  要

该文首先介绍了一般射频系统，介绍了在射频（RF）电路设计中史密斯圆图的发展机器重要作用，接着介绍了史密斯圆图的基本构成原理，还介绍了晶体管的S参数。重点介绍了利用MATLAB对RF系统中放大器模块设计的圆图仿真，并通过实例，得到了符合设计的圆图。而且该文对RF晶体管放大器设计的基本理论知识进行了详细阐述，对放大器的性能指标提出定义，同时还用圆方程描述了稳定性、增益、噪声和电压驻波比指标。并得出结论，MATLAB可以有效的应用在RF系统设计中，其对微波电路的圆图仿真实现，可以为广大RF电路设计者提供很大帮助。

关键字：射频系统 MATLAB RF放大器 圆图仿真

目  录

摘  要 I

ABSTRACT II

毕业设计题目要求 1

1  引言 2

1.1课题的研究意义 2

1.2国内外研究现状 3

1.2.1射频技术现状 3

1.2.2射频技术发展方向 3

1.3本文研究的目标 4

1.4论文结构简介 4

2  射频电路设计的基本内容 6

2.1 一般射频系统 6

2.2 Smith圆图的构成和工作原理 7

2.2.1等反射系数圆 7

2.2.2阻抗圆图 7

2.2.3标定电压驻波比 9

2.3 散射参数（S参数） 10

3  RF晶体管放大器设计 12

3.1 放大器的性能指标 12

3.2 放大器的功率关系 13

3.2.1射频源 13

3.2.2 转换功率增益 14

3.2.3其他功率关系 14

3.3 稳定性判定 15

3.3.1稳定性判定圆 15

3.3.2绝对稳定 16

3.3.2放大器的稳定措施 17

3.4 增益恒定 19

3.4.1 单向化设计法 19

3.4.2 单向化设计误差因子 20

3.4.3 双共轭匹配设计法 20

3.4.3 功率增益和资用功率增益圆 21

3.5 噪声系数圆 22

3.6 等驻波比圆 23

3.7 宽带放大器 24

4  Matlab的计算和仿真 26

4.1设计一个具有最佳噪声系数和预定增益的小信号放大器 26

原理分析 26

稳定性及最大增益分析 27

等功率增益圆设计 28

噪声系数分析 29

4.2用等驻波比设计法实现预定的功率增益和噪声系数 30

设计原理及步骤： 30

4.3试验结果分析 33

5  结论 34

参考文献 35

附  录A 36

MATLAB基本知识 36

附  录B 38

B.1稳定性判定圆M程序 38

B.2等功率增益圆图设计程序 38

B.3等噪声系数圆图设计程序 40

B.4等驻波比圆图设计程序 43

谢 辞 48