RF Toolbox

RF コンポーネントのネットワークを設計、モデル化、解析

 

RF Toolbox™ には、無線周波数 (RF) コンポーネントのネットワークを設計、モデル化、解析、可視化するための関数、オブジェクト、アプリが用意されています。無線通信、レーダー、シグナル・インテグリティに関するプロジェクトで使用できます。

RF Toolbox を使用すると、フィルター、伝送線路、アンプ、ミキサーといった RF コンポーネントのネットワークを構築できます。コンポーネントは、測定データ、ネットワーク パラメーターまたは物理特性を使用して指定します。S パラメーターの計算、S、Y、Z、ABCD、h、g、T ネットワーク パラメーター間での変換、方形プロット、極座標プロット、Smith® チャートを使用した RF データの可視化を実行できます。

RF Budget Analyzer アプリでは、雑音指数、ゲイン、IP3 の観点から送信機および受信機を解析できます。RF Blockset テストベンチを生成し、回路エンベロープ シミュレーションに対して解析結果を検証します。

有理関数近似方法を使用して、バックプレーンと相互接続のモデルを構築し、SerDes 設計の Simulink® ブロックまたは Verilog-A モジュールとしてエクスポートできます。

RF Toolbox には、RF 測定データ解析の操作、自動化を行うための関数が用意されています (ディエンベディング、Passivityの適用、群遅延の計算など)。

始める:

S パラメーターの操作

関数を使用して N ポート S パラメーターデータをインポート、エクスポート、および可視化します。VSWR、反射係数、位相、および群遅延を測定します。フォーマットを変換して、基準インピーダンスを変更し、測定データをディエンベディングします。

S パラメーターの操作

S パラメーターデータを変換および操作する関数を使用します。N ポート Touchstone® ファイルをインポートおよびエクスポートします。S パラメーターを直交座標、極座標、または Smith チャートで可視化します。VSWR、反射係数、位相、および群遅延を測定します。

S、Y、Z、ABCD、h、g、T ネットワーク パラメーター形式間で変換して、用途に適した形式を選択します。たとえば、RLC 回路のネットワーク パラメーターの計算用に Y パラメーター、カスケード要素の解析用に T パラメーター、周波数応答の可視化に S パラメーターを使用します。S パラメーターを別の基準インピーダンスをもつ S パラメーターに変換します。

測定された 2N ポート S パラメーターのデータは、テストフィクスチャとアクセス構造の影響を排除することでディエンベディングします。シングルエンド測定を、差動またはその他のミックスドモード形式に変換します。また、シングルエンドの N ポート S パラメーターをシングルエンドの M ポート S パラメーターに変換します。

RF ネットワークの設計および解析

RF フィルターとマッチング ネットワークを設計します。任意の RF ネットワークを構築して周波数領域で解析します。

RF ネットワークの設計

高レベルの仕様から RF フィルターとマッチング ネットワークを設計します。RLC集中定数素子 や伝送線路といった物理特性に特徴がある RF コンポーネントを使用して、任意のネットワークを構築します。

N ポート Touchstone のような業界標準のデータファイル形式で読み取りと書き込みを行います。RF ネットワークの設計に S パラメーターのデータをカスケードして使用します。

集中定数素子によるマッチング ネットワークの設計

RF 解析

RF ネットワークの周波数領域解析を実施して、VSWR、ゲイン、および群遅延などのメトリクスを算出します。カスケード コンポーネントに関する入力および出力反射係数、安定度係数、および雑音指数を計算します。

ローカルおよびグローバルな最適化アルゴリズムによりマッチング ネットワークの設計を最適化します。

マッチング ネットワークの解析結果

RF バジェット解析

ノイズ、パワー、ゲイン、非線形性の観点から、RF コンポーネントのカスケードの RF バジェットを算出します。

RF Budget Analyzer アプリ

RF Budget Analyzer アプリを使用し、RF コンポーネントのカスケードをグラフィカルに作成したり、MATLAB® でスクリプト作成したりします。ノイズ、パワー、ゲイン、非線形性の観点から、カスケードのバジェットを解析します。

無線通信およびレーダーシステム用 RF トランシーバーのシステムレベルでの仕様を決定します。カスタム スプレッドシートと複雑な計算に頼らずに、インピーダンスの不整合を考慮してバジェットを算出します。異なるメトリクスをプロットすることにより、数値的または視覚的に結果を検査します。

回路エンベロープ RF Blockset モデルの生成

RF Budget Analyzer アプリから、マルチキャリア 回路エンベロープ シミュレーションのための RF Blockset モデルおよびテストベンチを生成します。

自動的に生成されるモデルを、RF アーキテクチャをさらに詳細化する際のベースラインとし、漏れや干渉、MIMO アーキテクチャなど、解析には考慮することができない不完全性の影響のシミュレーションに展開します。

RF Toolbox により自動生成された回路エンベロープモデル

有理関数による周波数および時間領域の解析

時間領域シミュレーション向けの等価なラプラス伝達関数によって、S パラメーターなどの周波数領域のデータを近似します。

有理近似

RF Toolbox の rationalfit 関数を使用し、同等のラプラス伝達関数によって、周波数領域で定義されたデータ (S パラメーターなど) を近似します。

極の精度と数を制御して複雑度を管理します。データと近似 Pssivity を確認して強制します。時間領域のシミュレーションに rationalfit オブジェクトを使用します。

SAW フィルターの S21 振幅と位相を近似

シグナル・インテグリティ

シングルエンド伝送線路と高速差動伝送線路、およびそれらのチャネルを有理関数を使用してモデル化し、CTLE のような線形周波数依存のアナログ コンポーネントを特徴付けます。

モデルの次数削減により、逆高速フーリエ変換のような従来の手法に比べて与えられた精度でよりシンプルなモデルを実現します。DC の外挿にゼロ フェーズを設けることで、制約アルゴリズムの必要性を回避します。モデルと伝送線路の特性を物理的に対応させることで、より深い洞察を実現します。有理近似によりシステムの因果関係を保証します。

SerDes 設計のため、SerDes Toolbox™ でチャネル モデルを使用する、またはそれを Simulink ブロックか Verilog-A としてエクスポートします。

2Gpbs 信号での有理近似によりモデル化されたチャネルの影響

新機能

Harmonic Balance Analysis

Compute output power, IP2, NF, and SNR in RF Budget Analyzer app using non-linear analysis

Transmission line elements

Model distributed elements in circuit objects and RF Budget Analyzer app

RF Budget Analyzer App

Plot budget and S-parameters over stages and frequencies, and visualize report to compare Friis and Harmonic Balance results

New Rational Fitting Object

Fast and accurate time-domain modeling of S-parameters

generateSPICE function for rationalfit

Generate SPICE subcircuits for S-parameters rational fitting

See release notes for details on any of these features and corresponding functions.