射频试题答案.doc

(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。 分布参数设计： 长度L=mm，宽度W=mm，利用ADS设计及仿真： 图1.分布参数仿真原理图 图1. 混合环1口激励时各口频率响应特性 图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.口激励时各口频率响应特性 (2)集总参数设计：型结构的型 型网络的转移参量矩阵为： 先确定型 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集总参数仿真： 图1.集总参数仿真原理图 图1.1口激励时的仿真结果 图1.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、中心工作频率为(2.4＋0.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：集总参数形式：选用切比雪夫滤波器 图2.1 滤波器设计向导图2. ADS仿真原理图 图2.滤波器原理图图2.滤波器仿真得到1、2端口频率响应特性 图2.滤波器频率响应 运用MATLAB编程仿真 图2.MATLAB滤波器频率响应 2）分布参数设计： ①先确定低通原型滤波器。滤波器的阶数可根据2.4GHz处衰减20dB的要求确定。 查表可知，要在1.417的频点获得20dB的衰减，滤波器阶数为50.5dB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 ②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。 i ZOo(Ω) ZOe(Ω) W(mm) S(mm) L(mm) 0 38.10 77.14 1.9825 0.3021 17.9674 1 42.64 60.59 2.5961 0.9972 17.5112 2 43.73 58.44 2.6663 1.2793 17.4472 3 43.73 58.44 2.6663 1.2793 17.4472 4 42.64 60.59 2.5961 0.9972 17.5112 5 38.59 73.80 2.1023 0.3565 17.8844 由ADS得出两端特性阻抗为50ohm微带线参数：W= mm，L= mm ③根据计算出的耦合线尺寸应用ADS仿真图2.滤波器 图2. MATLAB编程 图2.MATLAB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：Гopt=0.5∠450, Rn=4Ω, Fmin=1.5dB; S11=.3∠300, 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：程序见附录。 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 + 0.0165i。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