【導(dǎo)讀】針對當(dāng)下雷達(dá)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)架構(gòu)日趨復(fù)雜，早期系統(tǒng)驗證難、設(shè)計風(fēng)險高、性能權(quán)衡評估滯后等行業(yè)痛點，MathWorks攜手半導(dǎo)體企業(yè)ADI重磅升級射頻仿真設(shè)計能力，推出全新射頻數(shù)字孿生工作流。該方案整合ADI經(jīng)過實戰(zhàn)驗證的射頻硬件模型，打通組件、系統(tǒng)、任務(wù)級仿真鏈路，可在硬件落地前完成全維度性能測算與風(fēng)險研判，目前已被Leonardo率先落地應(yīng)用，為高端射頻通信設(shè)備研發(fā)提質(zhì)增效。
隨著雷達(dá)與衛(wèi)星通信平臺日益復(fù)雜正不斷推升，在開發(fā)流程早期進(jìn)行集成系統(tǒng)驗證的需求日益提升。工程師亟需在系統(tǒng)設(shè)計的早期階段評估性能、分析設(shè)計權(quán)衡并研判風(fēng)險。射頻數(shù)字孿生技術(shù)通過將經(jīng)驗證的射頻硬件模型引入系統(tǒng)級仿真來滿足這一需求，使工程師能夠在構(gòu)建硬件之前，準(zhǔn)確評估現(xiàn)實世界中的射頻效應(yīng)（如信號失真和噪聲）對整體系統(tǒng)性能的影響。
ADI 豐富的射頻與相控陣產(chǎn)品組合為復(fù)雜雷達(dá)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)的設(shè)計和驗證提供了有力支持?；陔p方長期的技術(shù)合作，MathWorks 與 ADI 的產(chǎn)品集成使工程師能夠在硬件配置最終確定之前的設(shè)計周期早期充分評估架構(gòu)權(quán)衡與性能。
隨著雷達(dá)和衛(wèi)星通信平臺不斷向可重構(gòu)的寬帶相控陣架構(gòu)演進(jìn)，越來越多系統(tǒng)需要在共享硬件平臺上支持多種任務(wù)模式。這類系統(tǒng)中，射頻、數(shù)字信號處理和系統(tǒng)設(shè)計高度耦合，僅靠組件級分析已不足以預(yù)測系統(tǒng)行為。通過共同努力，MathWorks 和 ADI 實現(xiàn)將硬件模型與系統(tǒng)級仿真相結(jié)合的射頻數(shù)字孿生，使工程師能夠分析從射頻硬件到算法和任務(wù)性能的端到端影響，更深入地了解射頻非理想因素如何影響探測性能、鏈路可靠性等系統(tǒng)級指標(biāo)。
“在系統(tǒng)層面準(zhǔn)確對射頻硬件行為進(jìn)行建模，對于現(xiàn)代雷達(dá)和衛(wèi)星通信而言至關(guān)重要，”ADI 仿真與建?？偙O(jiān) Dan Mantoni 表示，“通過將經(jīng)驗證的 ADI 射頻組件模型直接接入 MathWorks 的系統(tǒng)級設(shè)計環(huán)境中，射頻數(shù)字孿生技術(shù)可以幫助工程師更早地探索架構(gòu)方案，理解性能取舍，并在設(shè)計向?qū)崿F(xiàn)階段推進(jìn)過程中有效降低風(fēng)險?！?/p>
Leonardo 是 ADI 數(shù)字孿生及 MathWorks 工作流的率先采用者之一，利用其支持先進(jìn)雷達(dá)項目進(jìn)行基于模型的射頻系統(tǒng)設(shè)計。借助這一工作流，工程師能夠?qū)⒔?jīng)驗證的射頻硬件行為引入系統(tǒng)級和任務(wù)級仿真中，從而在開發(fā)早期對架構(gòu)選擇、信號處理配置和性能權(quán)衡進(jìn)行詳細(xì)分析。該方法使工程團隊能夠?qū)y試資源聚焦在最直接影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵場景上，并在硬件可用之前盡早評估各種設(shè)計方案。
“要讓射頻數(shù)字孿生值得信賴，其底層模型必須來源于真實的硬件行為，并在多個抽象層級上進(jìn)行嚴(yán)格驗證，”Leonardo 英國公司首席系統(tǒng)工程師 James Wolstencroft 說道，“ADI 的數(shù)字孿生體現(xiàn)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪Ｐ烷_發(fā)與關(guān)聯(lián)方法，使我們的工程師能夠在設(shè)計從早期概念直到系統(tǒng)集成與測試的過程中，復(fù)用一致的射頻組件表征?！?/p>
“與 ADI 的合作證明了將經(jīng)驗證的硬件模型引入統(tǒng)一系統(tǒng)級工作流的價值所在，該工作流將算法、射頻行為與性能分析緊密連接在了一起，”MathWorks 射頻與混合信號技術(shù)市場經(jīng)理 Giorgia Zucchelli 表示，“這是我們長期戰(zhàn)略邁出的重要一步，即面向更多主流組件提供數(shù)字孿生模型，夯實這一方法作為設(shè)計、驗證和演進(jìn)復(fù)雜射頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)，幫助工程團隊更高效地應(yīng)對下一代射頻系統(tǒng)設(shè)計挑戰(zhàn)?！?/p>
結(jié)論
此次MathWorks與ADI的深度技術(shù)聯(lián)動，補齊了現(xiàn)代雷達(dá)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)早期設(shè)計驗證的行業(yè)短板，打破了傳統(tǒng)組件級仿真的局限。依托真實硬件衍生的數(shù)字孿生模型，工程師得以實現(xiàn)端到端的系統(tǒng)性能分析，精準(zhǔn)預(yù)判射頻非理想因素對整體設(shè)備的影響，從源頭降低研發(fā)試錯成本、縮短項目迭代周期。同時，頭部企業(yè)Leonardo的率先落地，也印證了這套工作流的實用性與可靠性，為高端射頻系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、輕量化研發(fā)提供了全新范式，也為行業(yè)下一代寬帶、可重構(gòu)通信設(shè)備研發(fā)筑牢了技術(shù)基礎(chǔ)。
