如何快速評估兩個射頻器件級聯(lián)的回波損耗RL？

來源：射頻學堂

公眾號作者：RF 小木匠

大家好，這里是【射頻學堂】。

在射頻電路設(shè)計中，通常會遇到多個射頻網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)，這個時候通常需要評估級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的性能。比如說NF，Gain，IL 和RL。

對于級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)NF和增益Gain，課本上有詳細的計算公式，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，可能很多同學就頭疼了。

為什么系統(tǒng)指標是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？ 當然這里有一個最準確的算法，如果我們已知這兩個二端口器件的S參數(shù)，我們先把S參數(shù)轉(zhuǎn)換為傳輸參數(shù)ABCD，然后各個網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)相乘，計算得出級聯(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)級聯(lián)的計算》

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)

但是這有個前提是級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的各個子網(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里面級聯(lián)起來運行一下就得到了。也不用上面那些復(fù)雜的公式了。所以對于已知S參數(shù)的子網(wǎng)絡(luò)，級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)也是一定的。

但是在射頻評估階段，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)也有一定的波動性。這個時候快速評估就顯得格外重要。

舉個栗子，兩個子模塊的回波損耗 RL 要求都是18dB，那么級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的回波損耗 RL 會是多少呢？

因為在上文的計算中，我們不僅要知道S11 的值，還需要S21，S12 和S22 的值，顯然這個例子是缺乏的，這樣通常情況下，我們可以根據(jù) 統(tǒng)計方法給出一個合理的估計，也就是運用RSS（平方和根）的方法來計算。

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)計方法得到的這個級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的回波損耗是15dB。這個值的準確率還是蠻高的，同學們可以嘗試一下。

那么最差會是多少呢？

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

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

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

這樣計算對不？

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

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