如何快速評(píng)估兩個(gè)射頻器件級(jí)聯(lián)的回波損耗RL？

來源：射頻學(xué)堂

公眾號(hào)作者：RF 小木匠

大家好，這里是【射頻學(xué)堂】。

在射頻電路設(shè)計(jì)中，通常會(huì)遇到多個(gè)射頻網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)，這個(gè)時(shí)候通常需要評(píng)估級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的性能。比如說NF，Gain，IL 和RL。

對(duì)于級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)NF和增益Gain，課本上有詳細(xì)的計(jì)算公式，插損IL通常我們直接相加就可以了。但是關(guān)于回波損耗RL，可能很多同學(xué)就頭疼了。

為什么系統(tǒng)指標(biāo)是12dB,分配到我這邊卻要18dB？ 這6dB 是怎么來的？今天我們大家一起來算一下？到底要不要6dB？ 當(dāng)然這里有一個(gè)最準(zhǔn)確的算法，如果我們已知這兩個(gè)二端口器件的S參數(shù)，我們先把S參數(shù)轉(zhuǎn)換為傳輸參數(shù)ABCD，然后各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)相乘，計(jì)算得出級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)，最后再轉(zhuǎn)換為S參數(shù)就可以了。

具體過程可以參考文章《淺談微波網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的計(jì)算》

過程如下：1，S參數(shù)到A參數(shù)

2， A參數(shù)相乘

3，A參數(shù)轉(zhuǎn)換為S參數(shù)

但是這有個(gè)前提是級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)是已知的。如果已知，我們直接把子網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)封裝到仿真模型里面，在ADS里面級(jí)聯(lián)起來運(yùn)行一下就得到了。也不用上面那些復(fù)雜的公式了。所以對(duì)于已知S參數(shù)的子網(wǎng)絡(luò)，級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)也是一定的。

但是在射頻評(píng)估階段，我們很難拿到所有子模塊的S參數(shù)，并且有些子模塊的S參數(shù)也有一定的波動(dòng)性。這個(gè)時(shí)候快速評(píng)估就顯得格外重要。

舉個(gè)栗子，兩個(gè)子模塊的回波損耗 RL 要求都是18dB，那么級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的回波損耗 RL 會(huì)是多少呢？

因?yàn)樵谏衔牡挠?jì)算中，我們不僅要知道S11 的值，還需要S21，S12 和S22 的值，顯然這個(gè)例子是缺乏的，這樣通常情況下，我們可以根據(jù) 統(tǒng)計(jì)方法給出一個(gè)合理的估計(jì)，也就是運(yùn)用RSS（平方和根）的方法來計(jì)算。

RL1=-18dB

Γ1=10^(-18/20)=0.12589

RL2=-18dB

Γ2=10^(-18/20)=0.12589

那么 Γ3=sqrt（Γ1^2+Γ2^2）=0.178

RL3=20log（0.178）=-14.99dB

也就是說按照統(tǒng)計(jì)方法得到的這個(gè)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的回波損耗是15dB。這個(gè)值的準(zhǔn)確率還是蠻高的，同學(xué)們可以嘗試一下。

那么最差會(huì)是多少呢？

RL worst=20log（Γ1+Γ2）=-11.979dB ≈-12dB。

這個(gè)12dB和子網(wǎng)絡(luò)的18dB相差6dB。這就是最差會(huì)惡化 6dB 的原因，也就是20*log10（2）。

同理，按照上面的計(jì)算方法也可以評(píng)估兩個(gè)不同RL模塊級(jí)聯(lián)的總RL，比如子模塊1的RL是18dB，子模塊2 的RL是10dB，那么級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)RL的統(tǒng)計(jì)值就是13.2dB， 最差值是7.1dB。

這樣計(jì)算對(duì)不？

最差是多少我們知道了，那么級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的RL最好能到多少呢？

歡迎評(píng)論告訴唄！