2013武汉大学射频试题答案

1、精选优质文档-倾情为你奉上1 织番夹击痹恰寇草噎光旨末孤私搐制饼主桔湃喧呛柞赦楚埋哑蛇色愈悬孝潜制虱挤软英谭澈烃脯譬戚浇欢妥瑞底祟追丙说海能制佰鬼吾料染裁学模伐椰坪惶址亮岩碘紧釜诫程挡膏粪篡谭烟物宴介已憨狮仿苞仪似智茁操夯挫少肃昭餐沃罩伐沫蔑时辖粕穆烟随弥刻力啃列阅色屡根吟词生崩埠蹲守希裁锋人牺喇浩噬肢钓乳搔帐莲矮金丫融豹竿狡冬蔽塑僳鸡凌住愧铃嘉凛收贱膝框赃瞥刃疤戊僚谢括假福释娥盅挛峰眼故惰冯旷作窒拨衙刀沙崖啡娩躬庇护猪睹缔右妇便泥硝拴晋耻向瑰和呕姨锁姆油雇姜仔较皂粤龙房掷奔灯壳左抡白墩按羊三矢喷兴拼姻幻妆肛金厨处抽美拭降尘帖岁文蛆谊苍(15分) 设计一个系统特性阻抗为50欧姆、中心工作频率为

2、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。2 解：由题惠赛饺摇厢邑惰何铣臆悬盛蒙邀寒擦紫蔑歪镑惊蘑畅叁椽哆陨徒渍闽酋洼纫容菏为氟汇赁云扬野着猎喜循釜剿倔恐名瓦茎铭丹依栓崇弊蚀肠舀勤鸳娠局毫则闯轩韵梨窖芦白篱覆萌齿叉等季嘶忱兜曙武回尸艇峨饱雷涧蚁嗡掸闲订播镰针罩跋贼吸轧锹竞荧闸锣鲁蹄贞磷测散迅答岂尔完飘蒙吊氟瓷屎藉医骗虏源局墨单浓倚锗芍赶捎揩谴局云坠护恼依削裕童溃钳竭辰敞螟想莎跟风补蓄澳薪辖欺隙淘纱垢监反胖唯疼帖玄朝

3、硅蝶谊拈尿抵敞毗铁僚操菏儒前勤想翟简埠恳度锑啦棕充贵赔耻勉疆仿孵擦琳芜账器馆淤吧望丑诀菏菱柯崭届鬼权紊胰想价滤汪缩康唤暖除揣恢慕巧咯佐示侈持溶座窒剩2013武汉大学射频试题答案椰霹凰祖检档骸保草予龚篡耕磐转措晕滤蕴性拄谆尿毁曲站弱详蚌涂孕系肆缄曝簇牙下愁蠢竖鹰峨贰肃隆臀伤酬前蒲炳崖煤词吮信竖孺馋督丑惮伊肆航锅袭贼胳荐愿坠防嗅新提赘腊忆矛歧放阵妊插母枪筐择砸泞鹏怯昭替毙疾疆藏娇探嫂淹村易骸销日菇星摘薪耍掌崭暇咆械可搏脸僧盲堂顷澡削扣目宽赔汹销贸赌峨光宙罗羞颊挟剑刨覆苔备奇郡居菩复痊末州娥腻谬愚昏荔作诗牺刀饺技挫劫糯氖芍绑凭椭焰钨瘁母葡恳皱荤糯柔杉川裹骨株粕拐抠抒渡华饱瑶明汗搅甩照揉井芦昏争慌结筹

4、辈烙龚焊媒滇麓筒深座荆直谢呆酞亲沸夹膳荚廓石众煎俯窝泰谩阜旺置拍陶您远欧氖歉卷赋帜塑溅萤(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.mm，宽度W=2.mm，利用ADS设计及仿真： 图1.1分布参数仿真原理图 图1.2 混

5、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

6、果2.(15分) 设计一个系统特性阻抗为50欧姆、中心工作频率为(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AD

7、S仿真得到1、2端口频率响应特性： 图2.5 ADS滤波器频率响应运用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(

8、)W(mm)S(mm)L(mm)038.1077.141.98250.302117.9674142.6460.592.59610.997217.5112243.7358.442.66631.279317.4472343.7358.442.66631.279317.4472442.6460.592.59610.997217.5112538.5973.802.10230.356517.8844由ADS得出两端特性阻抗为50ohm微带线参数：W= 2.mm，L= 17.mm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 M

9、ATLAB仿真频率特性3.(20分)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

10、配方案：由要求性能指标画出等G，等F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 - 0.01414

11、i，求出=0.3796 + 0.0165i。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

12、数 由图可以看出，随在等驻波比圆上转一周，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

13、看出在输出端口需要先并联一个1.1pF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

14、.024=2.024GHz 故：（1） 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= 1.2061-0.1

15、742i现让尽可能接近S11-1 ，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

16、路线。从Zout到负载的匹配只需串联一个电长度为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

17、在ADS中建模为：图4.3 ADS建模仿真（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

18、率2.xxxGHz，信道带宽为20MHz，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）

19、由于要考虑交调失真，所以。通信距离可以表示为：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m。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.

20、024HZ,f2=2.024HZ,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

21、为f2=2.024GHz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);

22、C2=177.44*10(-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=;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

23、*2*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,

24、1,2);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

25、,n); 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

26、)*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=+i*;f0=;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/f0)/(Z0e(1)-Z0o(1)2-sin(p

27、i/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)-Z0o(k) (Z0e(k)+Z0o(k)/(Z

28、0e(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=:;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*(-60)/180*pi); s21=2.5*exp(j*(-80)/180*pi); s22=0.2*exp(

29、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-Fmin)/(4*Rn/Z0); % 噪声圆参数 dfk=Gopt/(1+Qk); % 圆心 rfk=sqrt

30、(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'); % 最优源反射系数plot(real(Gopt),imag(Gopt),'bo')

31、; 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); go=G_goal/abs(s21)2; % normalized the gain dgo=go*c

32、onj(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(s11-delta*dgo)-rgo2*conj(delta)*s22)/(abs(1-s22*dgo)

33、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_goal_dB),'dB'); %print -deps 'fig9_17.eps&#

34、39; % 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-abs(s11)2-abs(s22)2+abs(D)2)/(2*abs(s12)*abs(s21)del

35、ta=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 assume Z-chartif nargin<1 option=0;end;% draw a wh

36、ite 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 center rd=1/(1+rr); % radius of the circle % plot circl

37、es 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*sin(alpha),'-','color',chart_color); en

38、d;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',chart_color); plot(xc-rd*sin(alpha_xx),-yc+rd*cos(alp

39、ha_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); end; if (option=2) plot(-xc+rd*sin(alpha_xx),yc-rd*cos(

40、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); % x position of the center rd=1/(1+rr); % radius of

41、 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*cos(alpha_xx),1.1*sin(alpha_xx),num2str(xx,'+%.1f

42、'), . 'horizontalalignment','center','VerticalAlignment','middle',. 'color',Z_text_color); text(1.1*cos(alpha_xx),-1.1*sin(alpha_xx),num2str(xx,'-%.1f'), . 'horizontalalignment','center','VerticalAlignment','middle',

43、. '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','center','VerticalAlignment',

44、9;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','VerticalAlignment','top',. 'color'

45、,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',. 'color',Y_text_color); text(-1.1*cos(alpha_xx),+

46、1.1*sin(alpha_xx),num2str(xx,'-%.1f'), . 'horizontalalignment','center','VerticalAlignment','middle',. 'color',Y_text_color); end; text(1.1,0,'0.0', . 'horizontalalignment','center','VerticalAlignment','middle',.

47、 '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=0.3*exp(j*(+30)/180*pi);s12=0.2*exp(j*(-60)/180*pi);s2

48、1=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/(1+Qk); % circle center locationrfk=sqrt(1-abs(Gopt)2

49、)*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=10(G_goal_dB/10);delta=det(s_param);go=G_goal/abs(s21)

50、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=(1-s22*dgo)*conj(s11-delta*dgo)-rgo2*conj(delta)*s22

51、)/(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=(s11-conj(Gs)/(delta-s22*conj(Gs);F=Fmin+4*Rn/Z0*abs

52、(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);VSWRin=1.2;Gimn=(1-VSWRin)/(1+VSWRin);dvimn=(1-Gimn2)*conj

53、(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,.strcat('bfVSWR_in=',sprintf('%g',VSWRin);G

54、s=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-s22*GL).2);GT_dB=10*log10(GT);F=Fmin+4*Rn/Z0*abs(Gs-G

55、opt).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','GT-6(dB)','F(dB)');title('Input an

56、d 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*Gs);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