2013武汉大学射频试题答案

1、1 (15分) 设计一个系统特性阻抗为50欧姆、中心工作频率为2.xxxghz的1800混合耦合环，要求用集总参数及分布参数(微带基板参数：介电常数为4.2，介质材料厚度为1.45mm，导带厚度为0.035mm)两种形式实现。通过ads仿真给出两种形式1口和4口激励时各口频率响应特性。解：由题意有中心频率为：2.0+0.024=2.024ghz 故：(1) 分布参数设计： 由ads中linecalc计算得微带线长度l=20.586400mm，宽度w=2.870010mm，利用ads设计及仿真： 图1.1分布参数仿真原理图 图1.2 混合环内部结构图1口激励时各口频率响应特性： 图1.3 1口激

2、励时各口频率响应特性4口激励时各口频率响应特性: 图1.4 4口激励时各口频率响应特性(2)集总参数设计：一段电长度小于180°的传输线可用型结构的分立元件来代替，一段长度大于180°的传输线可用t型结构的分立器件来代替。型网络的转移参量矩阵为： 型网络的转移参量矩阵为： 先确定型结构参数，长度为90°的传输线的转移参量为： 相比较得： 求得；同理可以确定型结构参数，其电容电感取值与型结构参数相同。集总参数ads仿真：图1.5集总参数仿真原理图 图1.6 1口激励时的仿真结果 图1.7 4口激励时的仿真结果2.(15分) 设计一个系统特性阻抗为50欧姆、中心工作频

3、率为(2.40.xxx) ghz、带内波纹为0.5db、带宽为400mhz、阻带600m处衰减20db的带通滤波器。要求用集总参数及分布参数(微带基板参数：介电常数为4.2，介质材料厚度为1.45mm，导带厚度为0.035mm)两种形式实现。通过编程计算及ads仿真分别给出各端口频率响应特性并比较两者特性。解：由题意有中心频率为：2.0+0.024=2.024ghz 故：1） 集总参数形式：选用切比雪夫滤波器并利用ads仿真设计得： 图2.1 滤波器设计向导 图2.2 ads仿真原理图 图2.3 滤波器原理图 图2.4 滤波器参数ads仿真得到1、2端口频率响应特性： 图2.5 ads滤波器频

4、率响应运用matlab编程仿真（附录1）： 图2.4 matlab滤波器频率响应2）分布参数设计：先确定低通原型滤波器。滤波器的阶数可根据2.424ghz处衰减20db的要求确定。 ghz查表可知，要在1.4174的频点获得20db的衰减，滤波器阶数为5,0.5db波纹的5阶切比雪夫滤波器的原件参数为:g0=1，g1=1.7058，g2=1.2296，g3=2.5408，g4=1.2296，g5=1.7058，g6=1根据如下公式确定耦合传输线的奇模和偶模特性阻抗。然后再根据特性阻抗计算耦合传输线的宽度w和间距s。izoo()zoe()w(mm)s(mm)l(mm)038.1077.141.9

5、8250.302117.9674142.6460.592.59610.997217.5112243.7358.442.66631.279317.4472343.7358.442.66631.279317.4472442.6460.592.59610.997217.5112538.5973.802.10230.356517.8844由ads得出两端特性阻抗为50ohm微带线参数：w= 2.828380mm，l= 17.237200mm根据计算出的耦合线尺寸应用ads仿真: 图2.5ads滤波器仿真图2.6 频率特性matlab编程仿真（附录2）： 图2.7 matlab仿真频率特性3.(20分)

6、已知射频晶体管频率为2.xxxghz时的参数为：opt=0.5450, rn=4, fmin=1.5db; s11=.3300, s12=0.2-600, s21=2.5-800, s22=0.2-150。先采用输入匹配输出不匹配方案设计噪声系数为1.6db、增益为8db的放大器；在此基础上设计输入端驻波比不大于1.4的放大器，要求兼顾噪声系数及输出端驻波比指标。给出噪声系数、增益及输出端驻波比并设计出具体匹配电路，针对给定匹配电路计算增益，噪声及驻波比的频率特性。解：由题意有射频晶体管频率为：2.0+0.024=2.024ghz 故：（1）输入匹配输出不匹配方案：由要求性能指标画出等g，等f

7、圆（程序见附录3），选出合适的。如图3.1，取两圆一交点=0.1061-i0.01414，由得=0.3796+0.0165。又因为，所以=61.8414-1.7691。同理，=111.07+4.2838。 图3.1 等g圆和等f圆 图3.2 输入匹配由图3.2知应在输入端先并一电容585.7ff,再串一电感1.9nh。 图3.3 输出匹配由图3.3知应在输出端先并一电容808.5ff,再串一电感4.3nh。图3.4匹配电路图（2）在（1）的基础上设计输入端驻波比不大于1.4的放大器，要求兼顾噪声系数及输出端驻波比指标在图中取=0.1061 - 0.01414i，求出=0.3796 + 0.01

8、65i。同时可以求出= 0.1061+ 0.01414i， = 0.1470 - 0.0819i。利用课本上的式5.60和5.59可以求端面的输出驻波比为1.6885，因为输入匹配，所以输入ti端面驻波比为1。为改善输出驻波比，使输入端口失配，保证输入ti面驻波比不大于1.4，可以取驻波比为1.2。利用matlab编程（程序见附录4），得到：k =1.1780 delta =0.5550 gt_db =7.9640 vswrin =1.2000 vswrout =1.5323 f_db =1.5212 图3.5 smith圆 图3.6 输入输出驻波比及噪声系数 由图可以看出，随在等驻波比圆上转

9、一周，增益不变，为7.964。输出驻波比及噪声系数是变化的，大约在87度时，对应的= 0.2752 + 0.1758i，此时输出驻波比最小为1.532，此时噪声系数也接近最小为1.5212。再利用smith圆图进行匹配，如图3.7、图3.8。由对应的可以得到=80.3033 +31.6050i，由可以求出=0.3903 + 0.4422i，所以同理可以得出=57.4787 +77.9516i。 图3.7 输入匹配 图3.8 输出匹配从图3.7中可以看出需要在输入端口先并联一个1.1pf的电容，然后串联一个3.6nh的电感即可达到输入端口匹配。从图3.8中可以看出在输出端口需要先并联一个1.1p

10、f的电容，然后串联一个4.5nh的电感即可达到输出端口的匹配。改进后的放大器原理图如下所示：图3.9 改进后放大器原理图4(20分)已知5.xxxghz时场效应管共源极的s参量为s110.97-320，s120.05490，s214.501560，s220.59-260。设计50负载的一般共栅极振荡器及反射型介质谐振振荡器。介质谐振器的参数为q0=5000，=7。全部匹配电路采用分布参数器件(微带基板参数：介电常数为4.2，介质材料厚度为1.45mm，导带厚度为0.035mm) ，并画出两种振荡器|out |随频率变化曲线.解：由题意有工作频率为：2.0+0.024=2.024ghz 故：（1

11、） 一般共栅极振荡器：首先将共源极的s参量转换为共栅极的s参量（程序见附录5）：s11 = -0.4361 - 0.0020i，s12 = 0.1008 + 0.0372i，s21 =1.4327 - 0.1462i，s22 = 0.8859 - 0.1117ik = 0.9703为增加fet不稳定性，在栅极连接一电感l。可知当电感l=5.5nh时，rollet稳定系数最小，k=-0.9997。此时s参量为：s11=-1.0116+ 0.0537i，s12=-0.2065+ 0.0344i，s21=1.9931- 0.303i，s22= 1.2061-0.1742i现让尽可能接近s11-1 ，

12、使 尽量大，取= -0.9986-j0.0523此时zs =-j1.3，该源阻抗可用开路短截线实现，其电长度为，输出反射系数为：；其对应的输出阻抗为：；为使tout*tl=1，选择zl=zout。但由于晶体管s参量与输出功率有关，故选择负载阻抗的实部可以略小于-rout，取zl=45-0.64i。利用smith chart对源阻抗和输出阻抗进行匹配。源阻抗匹配：zs = -j1.3 输出阻抗匹配：zl=45-j0.64 图4.1源阻抗匹配 图4.2输出阻抗匹配由图4.1 4.2可知，从zin到源端的匹配需要并联一个电长度为88.42°阻抗为50的开路线。从zout到负载的匹配只需串联

13、一个电长度为90°，阻抗为47.5的传输线即可。设计参数计算：5.5nh的电感可以用=73.913°阻抗为50的短路线来代替。利用软件txline算得设计参数（=4.2，h=1.45mm,t=0.035mm），结果如下表：传输线编号特性阻抗（）电长度(角度)宽度（mm）长度（mm） tl15088.422.99527.9632tl25073.9132.99526.6567tl347.5903.25888.0703其中，tl1为源端匹配，tl2代替电感，tl3为输出匹配，电容起隔直作用。tl4，tl5直接与负载相连，长度任意。由计算所得参数在ads中建模为：图4.3 ads建

14、模仿真（2）反射型介质谐振振荡器：采用反射型振荡器电路结构，电容cb起隔直作用，设计的任务为确定的大小及输出匹配电路。由课本式6.11得，确定，为使其接近，取幅角等于的幅角32°，。因此=0.87532°，=-0.1786-1.3503，所以= -0.0963+0.7278，=13.31+42.03，考虑负阻成分会减小，取=13+42.03在smith chart上将rl匹配至处： 图4.4 输出匹配 图4.5 ads建模仿真在matlab中编程（程序见附录6）绘出两种振荡器f变化曲线： 图4.6 图4.75(15分)已知通信系统的工作频率2.xxxghz，信道带宽为20m

15、hz，发射及接收天线增益均为15db，接收机整机噪声系数为6db，接收机正常工作的信噪比为12db。若发射机功率管的输出三阶交调截点oip3(不考虑功放前面电路对总三阶交调截点的影响)为40dbm，功率容量pout,1db为31dbm，求270c时系统的最大通信距离。解：由题意有工作频率为：2.0+0.024=2.024ghz 故：不考虑系统损耗，则由上式知发射功率越大，通信距离会越大；当发射功率超过了一定的数值后，系统会有相当大的失真，其中需要考虑最主要的是三阶交调失真。已知oip3=pout+(pout-im3)/2，则im3=3pout-80（dbm）由于要考虑交调失真，所以。通信距离可

16、以表示为：其中im3=3pout-80（dbm），pout=pt令r=f(pt)。在matlab中编程（程序见附录7）画出r-pout曲线图如下： 图5. 发射功率和最远传输距离关系曲线由上图可知当输出功率为0.725w时，发射距离最大为113800m。6(15) 设计一个无线数字通信系统，要求其通信距离为2和10公里，数据率为100mbps。编码方式自选(编码不同，谱效率及码元能噪比不同)，收发天线增益均为1，若假定接收系统的噪声系数为6db，针对频率1.xxxghz、 2.xxxghz及6.xxxghz，给出系统正常工作的最小带宽及功率要求。 解： 由题意f1=1.024hz,f2=2.0

17、24hz,f3=6.024hz,t=270k按谱效率0.5bit/s，满足误码率要求的信噪比为10.6db，接收机通道噪声系数为6db，因为=100m,故带宽至少为200mhz,又有rb=s/n-eb/n=100mps=80db/s。eb/n=10.6db，所以接收信噪比s/n=90.6db热噪声l=-204db,接收机的噪声系数f=6db传播损耗：lbf=32.4+20lgf（mhz）+20lgr(km)(db)设发射功率pt，所以pt=s/n+l+f+lbf(1)r取2km当工作频率为f1=1.024ghz时，lbf1=98.417db，pt=0.129w当工作频率为f2=2.024ghz

18、时，lbf2=104.502db，pt=0.501w当工作频率为f3=6.024ghz时，lbf3=113.898db，pt=4.498w(2)r取10km当工作频率为f1=1.024ghz时，lbf1=112.502db，pt=3.252w当工作频率为f2=2.024ghz时，lbf2=118.374db，pt=12.446w当工作频率为f3=6.024ghz时，lbf3=127.798db，pt=114.478w附录1close allclear allz0=50;l1=319.76*10(-12);c1=13.57*10(-12);l2=24.46*10(-9);c2=177.44*10

19、(-15);l3=214.67*10(-12);c3=20.22*10(-12);l4=24.46*10(-9);c4=177.44*10(-15);l5=319.76*10(-12);c5=13.57*10(-12);h=zeros(1,1200);p=zeros(1,1200);c=1000000000;for i=1:1:1201f=0.001*(i+1798);a1=1 0;(1/(j*2*pi*f*l1*c)+j*2*pi*f*c1*c) 1;a2=1 (j*2*pi*f*l2*c+1/(j*2*pi*f*c2*c);0 1;a3=1 0;(1/(j*2*pi*f*l3*c)+j*2

20、*pi*f*c3*c) 1;a4=1 (j*2*pi*f*l4*c+1/(j*2*pi*f*c4*c);0 1;a5=1 0;(1/(j*2*pi*f*l5*c)+j*2*pi*f*c5*c) 1;a=a1*a2*a3*a4*a5;s=abcd_to_s(a,z0);h(i)=20*log10(abs(s(2,1);p(i)=20*log10(abs(s(1,1);endf=1.8:0.001:3;subplot(2,1,1);plot(f,h)grid onxlabel('freq(ghz)');ylabel('db(s(2,1)');subplot(2,1,

21、2);plot(f,p)grid onxlabel('freq(ghz)');ylabel('db(s(1,1)');%子程序abcd_to_s%function s=abcd_to_s(abcd_param,z0);dim=size(abcd_param);s=zeros(dim);if(length(dim)<3) n=1;else n=dim(3);end;for(n=1:n) a=abcd_param(1,1,n); b=abcd_param(1,2,n)/z0; c=abcd_param(2,1,n)*z0; d=abcd_param(2,2,n

22、); delta=a+b+c+d; s11=a+b-c-d; s12=2*(a*d-b*c); s21=2; s22=-a+b-c+d; s(:,:,n)=s11,s12;s21,s22/delta;end;附录2clear allclose alln=5;g0=1;g1=1.7058;g2=1.2296;g3=2.5408;g4=1.2296;g5=1.7058;g6=1;z0=50;g=g0 g1 g2 g3 g4 g5 g6;bw=400/2424;z0=50;j(1)=(pi*bw/(2*g0*g1)(0.5)/z0;for i=2:1:5 j(i)=(pi*bw)/(2*(g(i)*

23、g(i+1)0.5)/z0;endj(6)=(pi*bw/(2*g4*g5)0.5/z0;for m=1:1:6 z0o(m)=z0*(1-z0*j(m)+(z0*j(m)2); z0e(m)=z0*(1+z0*j(m)+(z0*j(m)2);endz0o z0ec=3e8;for i=1:1:1201f=1799000000+i*1000000;f0=2424000000;a1=(z0e(1)+z0o(1)/(z0e(1)-z0o(1)*cos(pi/2*f/f0) -j/2*(z0e(1)-z0o(1)*(4*z0e(1)*z0o(1)*cot(pi/2*f/f0)*cos(pi/2*f/

24、f0)/(z0e(1)-z0o(1)2-sin(pi/2*f/f0);j*2*sin(pi/2*f/f0)/(z0e(1)-z0o(1) (z0e(1)+z0o(1)/(z0e(1)-z0o(1)*cos(pi/2*f/f0);a=a1;for k=2:6ak=(z0e(k)+z0o(k)/(z0e(k)-z0o(k)*cos(pi/2*f/f0) -j/2*(z0e(k)-z0o(k)*(4*z0e(k)*z0o(k)*cot(pi/2*f/f0)*cos(pi/2*f/f0)/(z0e(k)-z0o(k)2-sin(pi/2*f/f0);j*2*sin(pi/2*f/f0)/(z0e(k)

25、-z0o(k) (z0e(k)+z0o(k)/(z0e(k)-z0o(k)*cos(pi/2*f/f0);a=a*ak;enda=a;s=abcd_to_s(a,z0);h(i)=20*log10(abs(s(2,1);endf=1800000000:1000000:3000000000;plot(f,h)xlabel('freq')ylabel('s21(db)')附录3close all; clear all;smith_chart;z0=50; % 定义晶体管s参数 s11=0.3*exp(j*(30)/180*pi); s12=0.2*exp(j*(-6

26、0)/180*pi); s21=2.5*exp(j*(-80)/180*pi); s22=0.2*exp(j*(-15)/180*pi); % 晶体管噪声参数 fmin_db=1.5 fmin=10(fmin_db/10); rn=4; gopt=0.5*exp(j*45/180*pi);s_param=s11,s12;s21,s22; % 稳定性判定 k,delta = k_factor(s11,s12,s21,s22) %画等噪声系数圆fk_db=1.6; % desired noise performance fk=10(fk_db/10); qk=abs(1+gopt)2*(fk-fm

27、in)/(4*rn/z0); % 噪声圆参数 dfk=gopt/(1+qk); % 圆心 rfk=sqrt(1-abs(gopt)2)*qk+qk2)/(1+qk); % 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'

28、;); % 最优源反射系数plot(real(gopt),imag(gopt),'bo'); text(real(gopt)+0.05,imag(gopt)+0.05,'bfgamma_opt'); text(real(gopt)+0.05,imag(gopt)-0.05,. strcat('bff_min=',sprintf('%g',fmin_db),'db'); % 指出所设计的增益 g_goal_db=8; g_goal=10(g_goal_db/10);% 功率增益圆 delta=det(s_param)

29、; go=g_goal/abs(s21)2; % normalized the gain dgo=go*conj(s22-delta*conj(s11)/(1+go*(abs(s22)2-abs(delta)2); % 圆心 rgo=sqrt(1-2*k*go*abs(s12*s21)+go2*abs(s12*s21)2); rgo=rgo/abs(1+go*(abs(s22)2-abs(delta)2); % radius % 在gs层标出增益圆rgs=rgo*abs(s12*s21/(abs(1-s22*dgo)2-rgo2*abs(s22)2); dgs=(1-s22*dgo)*conj

30、(s11-delta*dgo)-rgo2*conj(delta)*s22)/(abs(1-s22*dgo)2-rgo2*abs(s22)2); % plot a constant gain circle in the smith chart 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_go

31、al_db),'db'); %print -deps 'fig9_17.eps' % choose a source reflection coefficient gs gs=dgs+j*rgs;plot(real(gs), imag(gs), 'ro'); text(real(gs)-0.05,imag(gs)+0.08,'bfgamma_s');其中，调用函数为：function k,delta=k_factor(s11,s12,s21,s22);a=s11,s12;s21,s22;d=s11*s22-s21*s12;k=(1

32、-abs(s11)2-abs(s22)2+abs(d)2)/(2*abs(s12)*abs(s21)delta=det(a)其中，smith_chart程序为：function fignumber=smith_chart(option)fignumber=figure;% define x and r circlesx=0.2 0.5 1 2 5;r=0.2 0.5 1 2 5;% we want to plot smooth cirlces with 101 pointsalpha=2*pi*(0:0.01:1);% if no arguments are not specified we

33、assume z-chartif nargin<1 option=0;end;% draw a white circlechart_color=0.5 0.5 0.5;patch(cos(alpha),sin(alpha),'-','edgecolor',chart_color,'facecolor',get(gca,'color');hold on;plot(-1 1,0 0,'color',chart_color);for rr=r xc=rr/(1+rr); % x position of the ce

34、nter rd=1/(1+rr); % radius of the circle % plot circles if (option=0 | option=2) plot(xc+rd*cos(alpha),rd*sin(alpha),'-','color',chart_color); end; if option=1 plot(-xc-rd*cos(alpha),rd*sin(alpha),'-','color',chart_color); end; if option=2 plot(-xc-rd*cos(alpha),rd*si

35、n(alpha),'-','color',chart_color); end;end;for xx=x xc=1; % x position of the center yc=1/xx; % y position of the center rd=1/xx; % radius of the circle alpha_xx= 2*atan(xx)*(0:0.01:1); if (option=0 | option=2) plot(xc-rd*sin(alpha_xx),yc-rd*cos(alpha_xx),'-','color',

36、chart_color); plot(xc-rd*sin(alpha_xx),-yc+rd*cos(alpha_xx),'-','color',chart_color); end; if (option=1) plot(-xc+rd*sin(alpha_xx),yc-rd*cos(alpha_xx),'-','color',chart_color); plot(-xc+rd*sin(alpha_xx),-yc+rd*cos(alpha_xx),'-','color',chart_color); en

37、d; if (option=2) plot(-xc+rd*sin(alpha_xx),yc-rd*cos(alpha_xx),':','color',chart_color); plot(-xc+rd*sin(alpha_xx),-yc+rd*cos(alpha_xx),':','color',chart_color); end;end %annotate smith chartz_text_color=0.5 0 0;y_text_color=0 0 0.5;if option = 0 for rr=r xc=rr/(1+rr)

38、; % x position of the center rd=1/(1+rr); % radius of the circle text(xc-rd,0,num2str(rr,'%.1f'), . 'horizontalalignment','left','verticalalignment','bottom',. 'color',z_text_color,'rotation',90); end; for xx=x alpha_xx= 2*atan(1/xx); text(1.1*

39、cos(alpha_xx),1.1*sin(alpha_xx),num2str(xx,'+%.1f'), . 'horizontalalignment','center','verticalalignment','middle',. 'color',z_text_color); text(1.1*cos(alpha_xx),-1.1*sin(alpha_xx),num2str(xx,'-%.1f'), . 'horizontalalignment','cent

40、er','verticalalignment','middle',. 'color',z_text_color); end; text(-1.1,0,'0.0', . 'horizontalalignment','center','verticalalignment','middle',. 'color',z_text_color); text(1.1,0,'infty', . 'horizontalalignment&

41、#39;,'center','verticalalignment','middle',. 'color',z_text_color);end;if option = 1 for rr=r xc=-rr/(1+rr); % x position of the center rd=-1/(1+rr); % radius of the circle text(xc-rd,0,num2str(rr,'%.1f'), . 'horizontalalignment','right','v

42、erticalalignment','top',. 'color',y_text_color,'rotation',90); end; for xx=x alpha_xx= 2*atan(1/xx); text(-1.1*cos(alpha_xx),-1.1*sin(alpha_xx),num2str(xx,'+%.1f'), . 'horizontalalignment','center','verticalalignment','middle',. 

43、9;color',y_text_color); text(-1.1*cos(alpha_xx),+1.1*sin(alpha_xx),num2str(xx,'-%.1f'), . 'horizontalalignment','center','verticalalignment','middle',. 'color',y_text_color); end; text(1.1,0,'0.0', . 'horizontalalignment','cente

44、r','verticalalignment','middle',. 'color',y_text_color); text(-1.1,0,'infty', . 'horizontalalignment','center','verticalalignment','middle',. 'color',y_text_color);end;hold off;axis image;axis off;附录4smith_chart; z0=50;s11=0

45、.3*exp(j*(+30)/180*pi);s12=0.2*exp(j*(-60)/180*pi);s21=2.5*exp(j*(-80)/180*pi);s22=0.2*exp(j*(-15)/180*pi);fmin_db=1.5;fmin=10(fmin_db/10);rn=4;gopt=0.5*exp(j*45/180*pi);s_param=s11,s12;s21,s22;k,delta = k_factor(s11,s12,s21,s22)fk_db=1.6;fk=10(fk_db/10);qk=abs(1+gopt)2*(fk-fmin)/(4*rn/z0);dfk=gopt/

46、(1+qk); % circle center locationrfk=sqrt(1-abs(gopt)2)*qk+qk2)/(1+qk);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');g_goal_db=8;g_goal=1

47、0(g_goal_db/10);delta=det(s_param);go=g_goal/abs(s21)2; % normalized gaindgo=go*conj(s22-delta*conj(s11)/(1+go*(abs(s22)2-abs(delta)2); % centerrgo=sqrt(1-2*k*go*abs(s12*s21)+go2*abs(s12*s21)2);rgo=rgo/abs(1+go*(abs(s22)2-abs(delta)2); % radiusrgs=rgo*abs(s12*s21/(abs(1-s22*dgo)2-rgo2*abs(s22)2);dgs

48、=(1-s22*dgo)*conj(s11-delta*dgo)-rgo2*conj(delta)*s22)/(abs(1-s22*dgo)2-rgo2*abs(s22)2);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');gs=dgs+j*rgs;gl

49、=(s11-conj(gs)/(delta-s22*conj(gs);f=fmin+4*rn/z0*abs(gs-gopt)2/(1-abs(gs)2)/abs(1+gopt)2;actual_f_db=10*log10(f);gin=s11+s12*s21*gl/(1-s22*gl);gout=s22+s12*s21*gs/(1-s11*gs);gimn=abs(gin-conj(gs)/(1-gin*gs);gomn=abs(gout-conj(gl)/(1-gout*gl);vswrin=(1+gimn)/(1-gimn); vswrout=(1+gomn)/(1-gomn);vswri

50、n=1.2;gimn=(1-vswrin)/(1+vswrin);dvimn=(1-gimn2)*conj(gin)/(1-abs(gimn*gin)2); % circle centerrvimn=(1-abs(gin)2)*abs(gimn)/(1-abs(gimn*gin)2); % circle radiusplot(real(dvimn)+rvimn*cos(a),imag(dvimn)+rvimn*sin(a),'g','linewidth',2);text(real(dvimn)-0.15,imag(dvimn)+rvimn+0.05,.strca

51、t('bfvswr_in=',sprintf('%g',vswrin);gs=dvimn+rvimn*exp(j*a);gout=s22+s12*s21*gs./(1-s11*gs);gimn=abs(gin-conj(gs)./(1-gin*gs);gomn=abs(gout-conj(gl)./(1-gout*gl);vswrin=(1+gimn)./(1-gimn);vswrout=(1+gomn)./(1-gomn);gt=(1-abs(gl).2).*abs(s21)2.*(1-abs(gs).2)./(abs(1-gs.*gin).2.*abs(1-

52、s22*gl).2);gt_db=10*log10(gt);f=fmin+4*rn/z0*abs(gs-gopt).2./(1-abs(gs).2)./abs(1+gopt)2;f_db=10*log10(f);figure; plot(a/pi*180,vswrout,'r',a/pi*180,vswrin,'b',a/pi*180,gt_db-6,'g',a/pi*180,f_db,'m','linewidth',2);legend('vswr_out','vswr_in',&#

53、39;gt-6(db)','f(db)');title('input and output vswr g-6(db) and f(db) as a function of gamma_s position');xlabel('angle alpha, deg.');ylabel('input and output vswrs g-6(db) and f(db)');axis(0 360 1.1 2.3)gs=dvimn+rvimn*exp(j*86/180*pi);gout=s22+s12*s21*gs./(1-s11*g

54、s);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)gimn=abs(gin-conj(gs)./(1-gin*gs);gomn=abs(gout-conj(gl)./(1-gout*gl);vswrin=(1+gimn)./(1-gimn)vswrout=(1+gomn)./(1-gomn)f=fmin+4*rn/z0*abs(gs-gopt)2/(1-abs(gs)2)/abs(1+gopt)2;f_db=10*log10(f)附录5close al

55、l; clear all;s11=0.97*exp(-j*32*pi/180); s12=0.05*exp(j*49*pi/180);s21=4.5*exp(j*156*pi/180); s22=0.59*exp(-j*26*pi/180);ds=s11*s22-s12*s21; ye11=(1-ds-s11+s22)/(ds+1+s11+s22); ye12=(-2*s12)/(ds+1+s11+s22);ye21=(-2*s21)/(ds+1+s11+s22); ye22=(1-ds+s11-s22)/(ds+1+s11+s22);yb11=ye11+ye12+ye21+ye22; yb12=-ye22-ye12;yb21=-ye22-ye21; yb22=ye22;dy=yb11*yb22-yb12*yb21;s11=(1-dy-yb11+yb22)/(dy+1+yb11+yb22)s12=(-2*yb12)/(dy+1+yb11+yb22)