主要特性

  • 多载频模型的电路包络仿真
  • 从 RF Budget Analyzer 应用程序中生成射频链路模型和测量测试平台
  • 用于进行时域和频域仿真的通用 N 端口模型和 S 参数数据文件
  • 无源元件,包括 RLC 元件、传输线、滤波器、联接件和一般的阻抗块
  • 可调谐组件,包括用于时变可控制射频系统的放大器、衰减器、开关和移相器
  • 由噪音系数、IP2、IP3 和数据文件指定的 3 端口混合器和 2 端口放大器的高度非线性增强模型
  • 使用 Simscape™ 语言创建模型(需要 Simscape
  • 用于单载波串联系统离散时间仿真的同等基带技术

RF Blockset™(以前的 SimRF™)将阻抗不匹配、频谱增生、干扰和闭锁信号的影响以及标准信号、数字信号处理算法和控制逻辑考虑在内,在 Simulink® 的基础上增加了射频系统的设计及其性能仿真模块。

用 RF Blockset 进行建模的直接变换接收机的示例(顶部)。射频输入包括所需的宽带信号和相邻的干扰波形(左下)。解调输出信号的星座图(右下)已经恢复,并显示出接收机内射频缺陷的影响。


无线系统仿真

您可以借助 RF Blockset 对雷达或通信系统等无线应用中使用的射频发射机和接收机进行建模并快速仿真。

您可以使用 RF Blockset 建立系统级可执行的规范并针对不同的射频前端结构进行检验分析,或者可以针对特定结构,使用仿真开发数字信号处理算法以提升性能和消除损失。借助 RF Blockset 模型,您可以完善射频子系统的可执行规范,评估现成商用组件的性能,改善系统架构师和射频或模拟工程师之间的通信。

通过将 RF Blockset 模型与通信算法进行集成,您可以对数字辅助系统进行建模,如具有自适应自动增益控制 (AGC) 的射频接收机以及具有基于嵌套反馈回路的数字预失真 (DPD) 结构的射频发射机。

您可以按照自下而上的方法,通过导入 Touchstone 文件以及 AM/AM AM/PM 数据来提高模型的精度。还可以使用 RF Blockset 模型中的 S 参数并评估时域和频域中线性和非线性分量之间的频变阻抗不匹配情况。

您可以在 RF Blockset 中建模的一系列射频损耗包括:

  • 热噪声、局部振子相位噪声和有色分布噪声
  • 带内或带外信号导致的偶数阶和奇数阶互调失真
  • 杂散、干扰和闭锁信号
  • 混合产品造成的影像效应
  • 阻抗失配、反射、有限隔离、泄漏效应
  • 相位偏移、可变组延迟和时间延迟
  • I/Q 振幅和相位失配
  • 直流转换和直流偏移

Analog Devices® AD9361 敏捷收发器的接收机的实验室验证 RF Blockset 模型。射频前端部分由自动增益控制状态机控制。该模型将对从射频前端部分到数字下变频滤波器的定时、射频损耗和量化效应进行捕获。


链路预算和自上而下设计

您可以通过连接 RF Blockset 组件库的模块构建射频接收机和发射机,或者使用 RF Budget Analyzer 应用程序自动生成 RF Blockset 模型。通过使用 RF Budget Analyzer 应用程序,您可以采用图形方式创建或在 MATLAB 中编写脚本,分析一系列射频组件,并针对多载波电路包络仿真自动生成 RF Blockset 模型和测试平台。

RF Budget Analyzer 应用程序可使您针对无线应用中的射频发射机和接收机快速开始建模,并通过与分析预测结果进行比较来验证不同操作条件下的仿真结果。您可以使用该应用程序确定射频收发器的系统级规范,而不用依赖于自定义电子表格和复杂的计算。

也可将自动生成的模型作为进一步细化射频结构,和仿真那些无法通过解析手段说明的泄漏、干扰和 MIMO 架构等缺陷所带来的影响之ss基准。

使用 RF Budget Analyzer 应用程序创建并分析的接收机的示例(顶部)。可使用电路包络求解器仿真的自动生成的 RF Blockset 模型(底部)。该应用程序可以分析零差和超外差系统,并生成正交架构。


射频仿真技术

RF Blockset 提供了两个用于描述不同抽象级别的射频系统的建模库。数字信号处理工程师可以使用“等效基带”库来评估射频现象对系统整体性能的影响。射频设计师可使用“电路包络”库完善收发器的架构,使其具有较高的模型逼真度。

在较高抽象级别中,您可使用“等效基带”库中的模块针对射频组件链路进行建模。也可对系统进行预算分析和仿真,包括射频损耗,如噪声和奇数阶非线性。使用“等效基带”库中的模块时,则使用射频链路的基带等效模型进行仿真。这可在考虑带内频谱增生、噪声和模块之间的阻抗失配因素的同时,针对超外差收发器进行单载波仿真。

在较低的抽象级别中,您可使用“电路包络”库中的模块构建任意拓扑结构的模型、检查射频系统的正交架构,并跟踪整个模型中射频损耗的影响。在使用“电路包络”库的模块时,RF Blockset 模型中的信号由电压和电流来表示。这样,阻抗失配、反射和有限隔离因素都可适当地考虑在内。

RF Blockset 支持的不同仿真技术。这些技术能够让您在仿真速度和建模逼真度之间加以权衡。


射频组件建模

通过 RF Blockset 可构建放大器、混频器、阻抗、传输线路、滤波器以及其他射频组件的模型。对于放大器和混频器,可指定其线性和非线性属性,如分量增益、噪声系数、二阶和三阶交调点(IP2 和 IP3)、1 dB 压缩点和饱和功率。

您可借助功率组合器、功分器、环行器、变压器等组件,基于参数数据表任意搭建射频网络并按照从上而下的方法定义系统规范。可将频变组件用于评估阻抗失配、反射、有限隔离、泄漏的影响。

借助可变增益放大器、衰减器和移相器等可调谐的组件,您可以构建由时变 Simulink 信号直接控制特征的自适应射频系统。这让您能够在射频前端的仿真中嵌入控制逻辑和信号处理算法,从而开发自适应阻抗调谐、增益控制、混合波束形成或数字预失真等系统。

您可使用 S 参数和 AM/AM AM/PM 数据描述组件。通过指定线性和非线性组件的输入和输出阻抗,您可以评估频变阻抗失配对噪声和电能传输的影响。

您可以使用 Simscape 语言创建自己的射频模型,并构建自定义射频组件(需要 Simscape™)。例如,您可以使用 Simscape 语言创建功率放大器模型,并根据修正 Volterra 级数方法定义自定义方程。您可借助 Simscape,创建低频模拟电子链路模型,并使用 RF Blockset 进行仿真。

使用混合波束形成技术的 64 信道发射机示例:详细说明馈送 8 元素垂直子阵列的射频链路(顶部)。使用 Antenna Toolbox™ 完成的天线阵列(左下)的远场方向图分析(右下)。可使用 Phased Array System Toolbox™ 将天线模式和天线阵列方向图集成到 Simulink 仿真过程中。