RF Blockset (ранее SimRF) предоставляет библиотеку моделей Simulink и движок для симуляции для проектирования радиочастотных систем связи и радиолокации.

RF Blockset позволяет осуществлять симуляцию нелинейных РЧ-усилителей и моделировать эффекты памяти для оценки коэффициента усиления, шума, интермодуляционных искажений четного и нечетного порядка. Вы можете моделировать РЧ-смесители для того, чтобы предсказать ослабление по зеркальному каналу, взаимное смешение, фазовый шум гетеродина и смещение постоянной составляющей. Можно также моделировать частотно-зависимые несоответствия импеданса. Радиочастотные модели могут быть охарактеризованы с использованием технической спецификации или измеренных данных, и использованы для точной симуляции адаптивных архитектур, таких как алгоритмы автоматической регулировки усиления (AGC) и цифрового предыскажения (DPD).

Приложение RF Budget Analyzer позволяет автоматически генерировать модели приемопередатчиков и тестбенчи для измерений, валидации производительности и настройки симуляции в режиме Circuit Envelope с несколькими несущими.

С RF Blockset вы можете моделировать РЧ-системы на разных уровнях абстракции. Симуляция в режиме Circuit Envelope обеспечивает высокоточное моделирование цепей произвольной топологии с несколькими несущими. Библиотека Equivalent Baseband обеспечивает быстрые симуляции в дискретном времени каскадных систем с одной несущей.


Возможности

  • Энергетический баланс и процесс разработки «сверху-вниз»: Конструируйте радиочастотные приемники и передатчики путем соединения блоков, или сгенерируйте модель RF Blockset используя приложение RF Budget Analyzer.
  • Моделирование радиочастотных и цифровых беспроводных систем: моделируйте адаптивные радиолокационные или связные системы, включая аналоговые входные цепи, цифровую обработку сигналов и логику управления.
  • Быстрые симуляции на радиочастоте: Воспользуйтесь двумя библиотеками для симуляции радиочастотных систем на разных уровнях абстракции.
  • Моделирование радиочастотных компонентов: моделируйте спецификации и неидеальности усилителей, смесителей, фильтров, S-параметров и других радиочастотных компонентов.
  • РЧ-усилители: моделируйте нелинейные усилители, включая эффекты памяти и разрабатывайте алгоритмы линеаризации, такие как DPD.
  • Шум: указывайте коэффициент шума, данные о точечном шуме или произвольные частотно-зависимые характеристики, включая фазовый шум.
  • S-параметры: импортируйте и симулируйте до 8 портов данных S-параметров для моделирования рассогласования импеданса и частотно-избирательных компонентов.
  • Тестбенчи: используйте тестбенчи для измерения коэффициента усиления, шума и нелинейных характеристик, а также валидации производительности в различных условиях эксплуатации.

Ключевые возможности

Пример приемника прямого преобразования, смоделированного с помощью RF Blockset (сверху). РЧ-вход включает в себя желаемый широкополосный сигнал и соседний помеховый сигнал (внизу слева). Созвездие демодулированного выходного сигнала (внизу справа) восста
Пример приемника прямого преобразования, смоделированного с помощью RF Blockset (сверху). РЧ-вход включает в себя желаемый широкополосный сигнал и соседний помеховый сигнал (внизу слева). Созвездие демодулированного выходного сигнала (внизу справа) восста
Пример приемника прямого преобразования, смоделированного с помощью RF Blockset (сверху). РЧ-вход включает в себя желаемый широкополосный сигнал и соседний помеховый сигнал (внизу слева). Созвездие демодулированного выходного сигнала (внизу справа) восста Пример приемника прямого преобразования, смоделированного с помощью RF Blockset (сверху). РЧ-вход включает в себя желаемый широкополосный сигнал и соседний помеховый сигнал (внизу слева). Созвездие демодулированного выходного сигнала (внизу справа) восста
  • Симуляции в режиме Circuit Envelope РЧ-моделей произвольной топологии с множественными несущими
  • Приложение RF Budget Analyzer для генерации моделей РЧ-систем и измерительных тестбенчей
  • Усовершенствованные модели смесителей и усилителей, включающие шум, память и нелинейные эффекты, а также рассогласования импеданса
  • Пассивные компоненты, включая файлы данных S-параметров, элементы RLC, линии передачи, фильтры, соединения и блоки общего импеданса
  • Перестраиваемые компоненты усилителей, аттенюаторов, переключателей, элементов RLC и фазовращателей для изменяющихся во времени управляемых радиочастотных систем
  • Авторская разработка моделей с помощью языка Simscape
  • Технология Equivalent Baseband для симуляций в дискретном времени каскадных систем с одной несущей

RF Blockset (ранее SimRF) дополняет Simulink блоками для проектирования радиочастотных систем и симуляции их производительности, принимая во внимание эффекты несоответствий импеданса, широкополосного спектрального роста и мешающих и блокирующих сигналов вместе со стандартными сигналами, алгоритмами цифровой обработки сигналов и логикой управления.

Энергетический баланс и процесс разработки «сверху-вниз»

Пример приемника, разработанного и проанализированного с помощью приложения RF Budget Analyzer (сверху). Результаты анализа энергетического баланса могут быть визуализированы в приложении или нанесены на график с использованием различных опций (внизу)
Пример приемника, разработанного и проанализированного с помощью приложения RF Budget Analyzer (сверху). Результаты анализа энергетического баланса могут быть визуализированы в приложении или нанесены на график с использованием различных опций (внизу)

RF Blockset позволяет моделировать и осуществлять быстрые симуляции радиочастотных передатчиков и приемников для беспроводных систем, таких как радары или системы связи.

Вы можете проектировать радиочастотные приемники и передатчики, соединяя блоки из библиотеки компонентов RF Blockset, или вы можете автоматически генерировать модель RF Blockset с помощью приложения RF Budget Analyzer. С помощью приложения RF Budget Analyzer вы можете построить графически или описать скриптом MATLAB анализ каскада радиочастотных компонентов с точки зрения шума, мощности, усиления и нелинейности третьего порядка.

Используйте это приложение, чтобы определить спецификации системного уровня для вашего радиочастотного приемопередатчика вместо того, чтобы полагаться на различные электронные таблицы и сложные вычисления, а также чтобы проверять результаты численно или графически путем построения различных метрик.

Вы также можете генерировать модели RF Blockset и тестбенчи для симуляции с несколькими несущими в режиме Circuit Envelope. Вы можете использовать автоматически сгенерированную модель в качестве отправной точки для дальнейшей разработки РЧ-архитектуры и для моделирования эффектов несовершенств, которые не могут быть учтены аналитически, таких как утечки, источники помех и архитектуры MIMO.

Пример приемника, разработанного и проанализированного с помощью приложения RF Budget Analyzer (сверху). Результаты анализа энергетического баланса могут быть визуализированы в приложении или нанесены на график с использованием различных опций (внизу) Пример приемника, разработанного и проанализированного с помощью приложения RF Budget Analyzer (сверху). Результаты анализа энергетического баланса могут быть визуализированы в приложении или нанесены на график с использованием различных опций (внизу)

Моделирование радиочастотных и цифровых беспроводных систем

абораторно проверенная модель RF Blockset гибкого приемника Analog Devices AD9361. РЧ-тракт контролируется конечным автоматом автоматической регулировки усиления. В этой модели охвачены аспекты синхронизации, РЧ-неидеальностей и эффекты квантования от РЧ-
абораторно проверенная модель RF Blockset гибкого приемника Analog Devices AD9361. РЧ-тракт контролируется конечным автоматом автоматической регулировки усиления. В этой модели охвачены аспекты синхронизации, РЧ-неидеальностей и эффекты квантования от РЧ-
абораторно проверенная модель RF Blockset гибкого приемника Analog Devices AD9361. РЧ-тракт контролируется конечным автоматом автоматической регулировки усиления. В этой модели охвачены аспекты синхронизации, РЧ-неидеальностей и эффекты квантования от РЧ- абораторно проверенная модель RF Blockset гибкого приемника Analog Devices AD9361. РЧ-тракт контролируется конечным автоматом автоматической регулировки усиления. В этой модели охвачены аспекты синхронизации, РЧ-неидеальностей и эффекты квантования от РЧ-

RF Blockset позволяет вам моделировать беспроводные системы, включая адаптивные радиочастотные передатчики и приемники, аналоговые входные цепи, алгоритмы цифровой обработки сигналов и логику управления.

Вы можете использовать RF Blockset для создания исполняемых спецификаций системного уровня и выполнения анализа "что, если" с различными архитектурами РЧ-цепей, или вы можете зафиксировать определенную архитектуру и использовать симуляцию при разработки алгоритмов цифровой обработки сигналов для контроля производительности или смягчения ухудшений.

С помощью моделей RF Blockset можно уточнить исполняемые спецификации РЧ-подсистем, оценить производительность готовых коммерческих компонентов и улучшить связь между системными архитекторами, аналоговыми, антенными и радиочастотными инженерами.

Интегрируя модели RF Blockset с алгоритмами связи, вы можете моделировать системы с цифровой поддержкой, такие как радиоприемники с адаптивной автоматической регулировкой усиления (AGC) и радиопередатчики с архитектурой цифрового предыскажения (DPD) на основе вложенных контуров обратной связи.

Быстрые симуляции на радиочастоте

Различные методы симуляции, поддерживаемые RF Blockset. Эти методы позволяют достичь желаемого компромисса между скоростью симуляции и точностью моделирования
Различные методы симуляции, поддерживаемые RF Blockset. Эти методы позволяют достичь желаемого компромисса между скоростью симуляции и точностью моделирования

RF Blockset предоставляет два метода симуляции РЧ-систем на разных уровнях абстракции. Инженеры по цифровой обработке сигналов могут использовать библиотеку Equivalent Baseband для быстрой оценки влияния радиочастотных явлений на общую производительность системы. РЧ-инженеры могут использовать библиотеку Circuit Envelope для уточнения архитектур приемопередатчиков с более высокой степенью детализации.

На более высоком уровне абстракции можно моделировать цепочку радиочастотных компонентов, используя блоки из библиотеки Equivalent Baseband. Вы можете выполнять анализ энергетического баланса и осуществлять симуляцию вашей системы, включая радиочастотные искажения, такие как шум и нелинейность нечетного порядка. При использовании блоков из библиотеки Equivalent Baseband, симуляция выполняется с использованием низкочастотной эквивалентной модели РЧ-цепи. Это позволяет моделировать супергетеродинные приемопередатчики с одной несущей с учетом внутриполосного спектрального уширения, шума и рассогласований импеданса между блоками.

На более низком и точном уровне абстракции блоки из библиотеки Circuit Envelope позволяют моделировать произвольные топологии, изучать квадратурные архитектуры для ваших РЧ-систем и отслеживать эффекты радиочастотных искажений на модели. При использовании блоков из библиотеки Circuit Envelope сигналы в моделях RF Blockset представляются в виде напряжений и токов. В результате правильно учитываются рассогласование импеданса, отражение и конечная изоляция.

Различные методы симуляции, поддерживаемые RF Blockset. Эти методы позволяют достичь желаемого компромисса между скоростью симуляции и точностью моделирования Различные методы симуляции, поддерживаемые RF Blockset. Эти методы позволяют достичь желаемого компромисса между скоростью симуляции и точностью моделирования

Моделирование радиочастотных компонентов

Подмножество блоков для симуляции радиочастотных систем в режиме Circuit Envelope
Подмножество блоков для симуляции радиочастотных систем в режиме Circuit Envelope
Подмножество блоков для симуляции радиочастотных систем в режиме Circuit Envelope Подмножество блоков для симуляции радиочастотных систем в режиме Circuit Envelope

RF Blockset предоставляет модели усилителей, смесителей, импедансов, линий передачи, фильтров и других радиочастотных компонентов. Для усилителей и смесителей можно задать линейные и нелинейные свойства, такие как нелинейность четного и нечетного порядка. Можно использовать данные измерений для описания нелинейного поведения и памяти усилителей мощности.

С такими компонентами как объединители мощности, сплиттеры, циркуляторы и трансформаторы вы можете построить произвольные РЧ-цепи, основанные на параметрах из даташита и определить спецификации системы в процессе разработки «сверху-вниз». Частотно-зависимые компоненты позволяют оценить влияние рассогласования импеданса, отражения, конечной изоляции и утечки.

С помощью перестраиваемых компонентов, таких как усилители с переменным коэффициентом усиления, аттенюаторы и фазовращатели, можно создавать адаптивные радиочастотные системы с характеристиками, непосредственно управляемыми изменяющимися во времени сигналами Simulink. Это позволяет встраивать логику управления и алгоритмы обработки сигналов в моделирование радиочастотного тракта для разработки, например, адаптивной настройки импеданса, регулировки усиления, гибридного формирования луча или цифрового предыскажения.

Вы можете создавать свои собственные радиочастотные модели с помощью языка Simscape и создавать пользовательские радиочастотные компоненты (требуется Simscape). Например, можно определить алгебраические и дифференциальные уравнения, представляющие произвольные отношения между входными/выходными напряжениями и токами.

С RF Blockset вы можете моделировать неидеальности, такие как:

  • Нелинейность четного и нечетного порядка
  • Тепловой шум, фазовый шум гетеродина и шум c цветным распределением
  • Рассогласование импеданса, отражение, конечная изоляция и эффекты утечки
  • Рассогласование квадратурной амплитуды и фазы, приводящих к зеркальным каналам
  • Сдвиг фазы, переменная групповая задержка и временная задержка
  • Преобразование и смещение постоянной составляющей

РЧ-усилители

Передаточная функция мощности для УМ, приближенного с использованием полиномиального выражения с памятью
Передаточная функция мощности для УМ, приближенного с использованием полиномиального выражения с памятью

Вы можете моделировать усилители в RF Blockset, используя известные спецификации или измеренные данные.

Для блока Amplifier можно указать коэффициент усиления, коэффициент шума или данные о точечном шуме, искажения второго и третьего порядка (IP2 и IP3), точку компрессии по 1 дБ и мощность насыщения.

Точность модели можно повысить с помощью подхода "снизу-вверх" и импорта данных измерений. Импортируя файлы Touchstone и используя S-параметры, можно моделировать входные и выходные импедансы, усиление и обратную изоляцию.

Для усилителей мощности можно использовать нелинейные характеристики, такие как AM/AM-AM/PM, или приближать узкополосные или широкополосные характеристики ввода-вывода во временной области, используя полином памяти, таким образом моделируя нелинейность и эффекты памяти. Процедура приближения в MATLAB открыта и может быть изменена в соответствии с выбранными рабочими процессами.

С точными моделями усилителей вы можете разрабатывать адаптивные алгоритмы линеаризации, такие как цифровое предыскажение (DPD), и выполнять более раннее тестирование производительности вашего передатчика в различных условиях работы.

Передаточная функция мощности для УМ, приближенного с использованием полиномиального выражения с памятью Передаточная функция мощности для УМ, приближенного с использованием полиномиального выражения с памятью

Шум

Влияние теплового и фазового шума (снизу) на простой приемник, стимулированный двухтоновым сигналом (сверху), где фильтр, усилитель, смеситель и гетеродин вносят шум
Влияние теплового и фазового шума (снизу) на простой приемник, стимулированный двухтоновым сигналом (сверху), где фильтр, усилитель, смеситель и гетеродин вносят шум
Влияние теплового и фазового шума (снизу) на простой приемник, стимулированный двухтоновым сигналом (сверху), где фильтр, усилитель, смеситель и гетеродин вносят шум Влияние теплового и фазового шума (снизу) на простой приемник, стимулированный двухтоновым сигналом (сверху), где фильтр, усилитель, смеситель и гетеродин вносят шум

С RF Blockset, вы можете осуществлять симуляцию эффектов шума на системном уровне. Пассивные компоненты, такие как резисторы, аттенюаторы и S-параметры, создают тепловой шум, пропорциональный их аттенюации.

Для активных компонентов можно указать значение шума и данные точечного шума или можно прочитать частотно-зависимые данные шума из файлов Touchstone. Можно также задать произвольное частотно-зависимое распределение шума для гетеродинов, что особенно полезно для моделирования фазового шума.

Поскольку можно задать входные и выходные импедансы для каждого компонента, несоответствия импедансов влияют на передачу мощности как фактического сигнала, так и шума, что позволяет моделировать и оптимизировать малошумящие системы.

S-параметры

Модель радиочастотного приемника с использованием восьмиэлементной антенной решетки. Связь между антенными элементами моделируется с помощью 8-портовых S-параметров (оранжевого цвета), вычисленных с помощью Antenna Toolbox
Модель радиочастотного приемника с использованием восьмиэлементной антенной решетки. Связь между антенными элементами моделируется с помощью 8-портовых S-параметров (оранжевого цвета), вычисленных с помощью Antenna Toolbox

С библиотекой Circuit Envelope в RF Blockset вы можете импортировать и симулировать до 8 портов данных S-параметров. Вы можете строить произвольные цепи, подключая блоки S-параметров к другим радиочастотным компонентам и учитывать, как несоответствия импеданса, так и эффекты фильтрации.

Вы можете напрямую импортировать файлы Touchstone или читать данные S-параметров из рабочего пространства MATLAB. S-параметры подгоняются либо с использованием подхода во временной области, основанного на приближении рациональной функцией на частотных данных, либо с использованием подхода в частотной области, основанного на свертке частотных данных. Эти два подхода позволяют моделировать широкий спектр различных вариантов использования, включая пассивные и активные данные, которые вносят частотную зависимость амплитуды и фазы.

Шум, создаваемый пассивными S-параметрами, автоматически включается во время симуляции. В то же время для активных S-параметров пользователи могут указать частотно-зависимый коэффициент шума в файлах Touchstone.

Блок S-parameters также позволяет вам моделировать данные, которые определяются исключительно с помощью амплитудных характеристик. S-параметры можно использовать для моделирования идеальных полосовых фильтров или для определения блоков с помощью высокоуровневых спецификаций.

Модель радиочастотного приемника с использованием восьмиэлементной антенной решетки. Связь между антенными элементами моделируется с помощью 8-портовых S-параметров (оранжевого цвета), вычисленных с помощью Antenna Toolbox Модель радиочастотного приемника с использованием восьмиэлементной антенной решетки. Связь между антенными элементами моделируется с помощью 8-портовых S-параметров (оранжевого цвета), вычисленных с помощью Antenna Toolbox

Тестбенчи

Пример, показывающий как использовать измерительный стенд OIP3 (вверху) для валидации нелинейности простого приемника в присутствии шума и результаты в окне анализатора спектра (внизу)
Пример, показывающий как использовать измерительный стенд OIP3 (вверху) для валидации нелинейности простого приемника в присутствии шума и результаты в окне анализатора спектра (внизу)
Пример, показывающий как использовать измерительный стенд OIP3 (вверху) для валидации нелинейности простого приемника в присутствии шума и результаты в окне анализатора спектра (внизу) Пример, показывающий как использовать измерительный стенд OIP3 (вверху) для валидации нелинейности простого приемника в присутствии шума и результаты в окне анализатора спектра (внизу)

С тестбенчами из Blockset RF вы можете валидировать производительность радиочастотных передатчиков и приемников. Вы можете использовать тестбенчи для измерения коэффициентов усиления и шума, а также IP2 и IP3 системы в различных условиях работы. Тестбенч генерирует необходимые входные сигналы и оценивает реакцию системы для того чтобы провести требуемое измерение.

Блоки тестбенча полезны для проверки производительности вашей цепи при наличии неидеальностей, которые в противном случае трудно оценить аналитически. Сравнивая результаты тестбенча с ожидаемыми аналитическими результатами, вы получаете уверенность в результатах симуляции, узнаете, как использовать метод Circuit Envelop и убеждаетесь, что ваша система правильно смоделирована.

Тестбенчи могу быть сгенерированы автоматически из приложения RF Budget Analyzer и поддерживают, как и гетеродинную, так и гомодинную архитектуры.

Услуги

Сервисы

Продукты

Тренинги

${message}

${message}