【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 Matlab 的 RF 電路設(shè)計(jì)與仿真 學(xué) 院： 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 信息工程 學(xué) 號(hào)： 職 稱(chēng)： 中國(guó)珠海 二○○ 九 年 五 月 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 誠(chéng)信承諾書(shū) 本人鄭重承諾： 我所 呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) 《 基于 Matlab的 RF電路設(shè)計(jì)與仿真 》是在指導(dǎo)教 師的指導(dǎo)下，獨(dú)立開(kāi)展研究取得的成果，文中 引用他人的觀點(diǎn)和材料，均在文后按順序列出其參考文獻(xiàn)，設(shè)計(jì) 使用的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。 承諾 人簽名： 日期： 年 月 日 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 基于 Matlab 的 RF 電路設(shè)計(jì)與仿真 摘 要 該文 首先介紹了一般射頻系統(tǒng)， 介紹 了在射頻（ RF）電路設(shè)計(jì)中史密斯圓圖的發(fā)展機(jī)器重要作用，接著介紹了史密斯圓圖的基本構(gòu)成原理，還介紹了晶體管的 S參數(shù)。重點(diǎn)介紹了利用 MATLAB 對(duì) RF 系統(tǒng)中放大器模塊設(shè)計(jì)的圓圖仿真，并通過(guò)實(shí)例，得到了符合設(shè)計(jì)的 圓圖。 而且該文對(duì) RF 晶體管放大器設(shè)計(jì)的基本理論知識(shí)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，對(duì)放大器的性能指標(biāo)提出定義，同時(shí)還用圓方程描述了穩(wěn)定性、增益、噪聲和電壓駐波比指標(biāo)。 并得出結(jié)論， MATLAB 可以有效的應(yīng)用在 RF 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，其對(duì)微波電路的圓圖仿真實(shí)現(xiàn)，可以為廣大 RF電路設(shè)計(jì)者提供很大幫助。 關(guān)鍵字 ： 射頻系統(tǒng) MATLAB RF 放大器 圓圖仿真 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II Matlab based on the RF circuit design and simulation ABSTRACT This paper introduces the general RF systems, introduced in the radio frequency (RF) circuit design Smith chart an important role in the development of the machine, and then Smith introduced the basic principles of map, also introduced the Sparameters of transistors. Focuses on the use of MATLAB to the RF amplifier module system design simulation of a round Figure, and through examples, have been designed in line with the circle diagram. And the text of the RF transistor amplifier design of the basic theory of knowledge expounded in detail on the amplifier to the definition of performance indicators, but also describes the use of circle equation stability, gain, noise and VSWR indicators. And concluded, MATLAB can be effectively used in the RF system design, the microwave circuit simulation to achieve the circular map, we can provide the majority of RF circuit designers of great help. Keyword: RF system MATLAB RF amplifier Smith chart’s simulation北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) III 目 錄 摘 要 ................................................... I ABSTRACT ................................................ II 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目要求 ......................................... 1 1 引言 .................................................. 2 課題的研究意義 .............................................. 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................. 3 射頻技術(shù)現(xiàn)狀 .............................................. 3 射頻技術(shù)發(fā)展方向 .......................................... 3 本文研究的目標(biāo) .............................................. 4 論文結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 ................................................ 4 2 射頻電路設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 ................................ 6 一般射頻系統(tǒng) ............................................... 6 SMITH圓圖的構(gòu)成和工作原理 ................................... 7 等反射系數(shù)圓 .............................................. 7 阻抗圓圖 .................................................. 7 標(biāo)定電壓駐波比 ? .......................................... 9 散射參數(shù)（ S 參數(shù)） ......................................... 10 3 RF 晶體管放大器設(shè)計(jì) .................................. 12 放大器的性能指標(biāo) .......................................... 12 放大器的功率關(guān)系 .......................................... 13 射頻源 ................................................... 13 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 轉(zhuǎn)換功率增益 ............................................ 14 其他功率關(guān) 系 ............................................. 14 穩(wěn)定性判定 ................................................ 15 穩(wěn)定性判定圓 ............................................. 15 絕對(duì)穩(wěn)定 ................................................. 16 放大器的穩(wěn)定措施 ......................................... 17 增益恒定 .................................................. 19 單向化設(shè)計(jì)法 ............................................ 19 單向化設(shè)計(jì)誤差因子 ...................................... 20 雙共軛匹配設(shè)計(jì)法 ........................................ 20 功率增益和資用功率增益圓 ................................. 21 噪聲系數(shù)圓 ................................................ 22 等駐波比圓 ................................................ 23 寬帶放大器 ................................................ 24 4 Matlab 的計(jì)算和仿真 .................................. 26 設(shè)計(jì)一個(gè)具有最佳噪聲系數(shù)和預(yù)定增益的小信號(hào)放大器 ............ 26 原理分析 ...................................................... 26 穩(wěn)定性及最大增益分析 .......................................... 27 等功率增益圓設(shè)計(jì) .............................................. 28 噪聲系數(shù)分析 .................................................. 29 用等駐波比設(shè)計(jì)法實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功率增益和噪聲系數(shù) ................ 30 設(shè)計(jì)原理及步驟： .............................................. 30 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) V 試驗(yàn)結(jié)果分析 ............................................... 33 5 結(jié)論 ................................................. 34 參考文獻(xiàn) ................................................ 35 附 錄 A ................................................. 36 MATLAB 基本知識(shí) ................................................ 36 附 錄 B ................................................. 38 穩(wěn)定性判定圓 M 程序 ......................................... 38 等功率增益圓圖設(shè)計(jì)程序 ..................................... 38 等噪聲系數(shù)圓圖設(shè)計(jì)程序 ..................................... 40 等駐波比圓圖設(shè)計(jì)程序 ....................................... 43 謝 辭 ................................................... 48 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目要求 基于 Matlab 的 RF 電路設(shè)計(jì)與仿真 一、 主要研究?jī)?nèi)容： 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是完成 基于 Matlab 的 RF 電路設(shè)計(jì)與仿真，主要是 RF 功率放大電路部分，涉及大量射頻電路設(shè)計(jì)的理論知識(shí) 。其中， 采用 Matlab 作為主要仿真 工具，將所設(shè)計(jì)的RF 功率放大電路進(jìn)行性能分析，并完成 RF 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 二、 主要任務(wù)及目標(biāo)： 主要任務(wù)： 主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn) 基 于 Matlab 的 RF 電路設(shè)計(jì)與仿真，應(yīng) 包括以下幾個(gè)方面： . RF 電路的基本知識(shí)了解 ； RF 電路功放部分的設(shè)計(jì) ； Matlab 中 RF 工具的了解 ； RF 功放電路性能的分析 ； 目標(biāo)： 了解 RF 電路及系統(tǒng)的知識(shí) ； RF 電路設(shè)計(jì) Matlab 工具的使用 RF 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真 。 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 1 引言 課題的研究意義 近幾年來(lái)，無(wú)線通信系統(tǒng)在世界范圍內(nèi)得到了迅速發(fā)展，并 不斷有新技術(shù)出現(xiàn)，主要在于射頻硬件處理技術(shù)的不斷發(fā)展。從第 1代模擬蜂窩移動(dòng)通信，到當(dāng)前普遍使用的第 2 代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信，再到以寬帶、多媒體業(yè)務(wù)為標(biāo)志的第 3 代移動(dòng)通信，無(wú)論從用戶數(shù)量、業(yè)務(wù)范圍，還是從服務(wù)質(zhì)量上都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。迄今，我國(guó)移動(dòng)