${message}

Разработка радиолокационных систем является одной из наиболее трудных инженерных задач. Проекты зачастую длительные и долгосрочные, требуют совместной работы большого числа инженеров с разной специализацией, не предоставляют возможности быстрой проверки прототипов и являются уникальными (требуют значительной исследовательской работы). Именно в подобных сложных системах роль моделирования становится приоритетной. Наличие системной модели РЛС позволит разработчикам:

  • Провести валидацию низкоуровневых требований к системе, что позволит избежать тупиковых ветвей разработки;
  • Отработать различные варианты системных архитектур и алгоритмов обработки до этапов сборки первых прототипов;
  • Проводить динамические симуляции работы системы в разнообразных сценариях;
  • Автоматически генерировать исполняемый код из моделей цифровых алгоритмов;
  • Осуществлять верификацию на всех этапах разработки.


Этапы

Процесс разработки радиолокационной системы разбивается на пять этапов:

  1. Моделирование антенн, радиочастотного тракта, среды распространения радиоволн и целей
  2. Разработка цифровых алгоритмов первичной и вторичной обработки радиолокационной информации, а также алгоритмов управления и планировщика
  3. Динамическая симуляция алгоритмов обработки и управления в связке с моделями аналоговых цепей и физического окружения в рамках определённого сценария
  4. Реализация алгоритмов обработки и управления на целевых платформах
  5. Тестирование алгоритмов на синтезированных или реальных данных

Моделирование антенн, радиочастотного тракта, среды распространения и целей

Разработка радиолокационных систем в концепции  модельно-ориентированного проектирования (МОП) подразумевает наличие системной модели и её поэтапное усложнение и уточнение. Но отправной точкой всегда служит первое приближение системной модели. В составе продуктов MathWorks для проектирования радарных комплексов есть готовые функции и интерактивные инструменты, позволяющие быстро оценить энергетические показатели системы, параметры зондирующих импульсов, спроектировать модели антенной решётки, радио-частотного тракта, среды распространения и целей. Эти возможности позволяют создать основу системной модели и запускать её в рамках динамического сценария симуляции, что позволит на самых ранних этапах выявить не реализуемые требования к системе, оценить показатели эффективности и снизить риски тупиковых ветвей разработки.

Ключевые возможности:

  • Наборы готовых функций для первичного расчёта и анализа параметров РЛС

  • Интерактивные инструменты для проектирования антенных решёток, анализа зондирующих импульсов, спектрального анализа

  • Готовые модели каналов распространения радиоволн, рассеяния и движения целей, инструменты визуализации сценариев


Разработка цифровых алгоритмов первичной и вторичной обработки радиолокационной информации, алгоритмов управления и планировщика

Продукты MathWorks предлагают удобную среду для разработки и тестирования алгоритмов цифровой обработки сигналов (ЦОС), как в рамках системной модели, так и в отдельных модулях. В составе программных расширений присутствуют как готовые алгоритмы первичной обработки радиолокационной информации, так и алгоритмы слияния данных и трекинга, которые можно тестировать на синтезированных и реальных данных.

Ключевые возможности:

  • Алгоритмы формирования луча, оценки направления прибытия, детектирования, Доплеровской оценки, пространственно-временной обработки и т.д.
  • Трекер множества объектов, алгоритмы слияния данных с нескольких сенсоров, сценарии для тестирования
  • Интеграция планировщика задач РЛС в системную модель, симуляция с учётом планирования ресурсов

Динамическая симуляция алгоритмов обработки и управления в связке с моделями аналоговых цепей и физического окружения в рамках определённого сценария

Одним из этапов разработки технически-сложных систем является интеграция моделей обработки и управления, реализуемых на программируемых цифровых вычислителях, с точными моделями физических процессов и аналоговых цепей. Уточнение моделей распространения электромагнитных волн в антенных системах и атмосфере, искажений сигнала в радио-частотном тракте может потребовать от разработчика модифицировать цифровые алгоритмы. Но оценить влияние физических аспектов можно только в рамках полноценной динамической симуляции совместной работы моделей физических процессов и цифровых алгоритмов обработки и формирования сигналов. Продукты MathWorks позволяют:

  • Уточнять модели антенн и антенных решёток при помощи полноценного электромагнитного решателя
  • Уточнять модели рассеяния целей и распространения радиоволн в сложной обстановке с учётом материала и формы
  • Уточнять модель распространения широкополосных сигналов в радиочастотном тракте
  • Разрабатывать цифровые алгоритмы предыскажений и компенсаций и тестировать в рамках системной модели


Реализация алгоритмов обработки и управления на целевых платформах

Автоматическая генерация кода для встраиваемых вычислителей является одним из основополагающих принципов модельно-ориентированного проектирования (МОП). Средства генерации кода MathWorks позволяют получать оптимизированный исполняемый код из моделей и алгоритмов для микроконтроллеров (MCU), сигнальных процессоров (DSP), графических процессоров (GPU), ПЛИС (FPGA) и схем специального назначения (ASIC). Эти возможности помогают быстрее переносить алгоритмы обработки сигналов и управления на целевые платформы для верификации и тестирования.

Ключевые возможности:

  • Автоматизированный перевод моделей и алгоритмов в арифметику с фиксированной точкой, оптимизация с учётом особенностей платформы
  • Автоматическая генерация C/C++, Verilog, VHDL, CUDA из алгоритмов и моделей
  • Верификация кода при помощи сторонних симуляторов или в режиме "железо-в-контуре"

Тестирование алгоритмов на синтезированных или реальных данных

Тестирование и верификация в концепции модельно-ориентированного проектирования (МОП) осуществляются на всех этапах разработки. Системная модель может использоваться в качестве источника тестовых воздействий для отдельных узлов и имитатора динамических сценариев работы системы. Рекомендации по моделированию предполагают как верификацию самой системной модели относительно требований, так и верификацию исполняемого кода, генерируемого из узлов модели. Процесс тестирования и генерации тестовых воздействий автоматизирован, а возможности подключения измерительного оборудования и плат сбора данных к ПК и развёртывания моделей на специализированных вычислителях повзоляют заменять синтезированные сигналы на реальные.

Основные возможности инструментов:

  • Покрытие модели тестами, автоматизация тестирования на ПК
  • Верификация исполняемого кода, автоматическое создание тестовых векторов из модели
  • Подключение контрольно-измерительного оборудования и плат сбора данных
  • Запуск моделей в режиме реального времени на специализированных вычислительных комплексах


Задать вопрос

*
Настоящим в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006, отправляя данную форму, вы подтверждаете свое согласие на обработку персональных данных . Мы, ООО ЦИТМ "Экспонента" и аффилированные к нему лица, гарантируем конфиденциальность получаемой нами информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и пр. в соответствии с «Политикой конфиденциальности персональных данных». * - обязательные поля