RF Blockset

射频系统的设计和仿真

 

RF Blockset™(以前的 SimRF™)提供了一个用于设计射频通讯和雷达系统的 Simulink® 模型库和仿真引擎。

借助 RF Blockset,您可以对非线性射频放大器进行仿真并进行记忆效应建模,以预估增益、噪声、奇数阶和偶数阶互调失真。您可以对射频混频器进行建模,以预测镜像抑制、互易混频、本振相位噪声和直流偏移。您也可以对频变阻抗失配情况进行仿真。射频模型可以使用数据表规范或测得数据得出,可用来精确仿真自适应体系结构,包括自动增益控制 (AGC) 和数字预失真 (DPD) 算法。

可以使用 RF Budget Analyzer 应用程序自动生成收发机模型和测量测试平台,以验证性能,并设置电路包络多载波仿真。

借助 RF Blockset,您可以对射频系统进行不同抽象级别的建模。电路包络仿真可用于针对具备任意拓扑结构的网络进行高逼真度、多载波仿真。等效基带库用于针对单载波串联系统进行快速的离散时间仿真。

快速入门:

射频预算和系统仿真

从噪声、功率、增益和非线性角度计算一系列射频组件的预算。自动生成用于多载波电路包络仿真的系统级模型。

射频预算分析和自上而下设计

使用 RF Budget Analyzer 应用程序以图形方式构建一系列的射频组件,或在 MATLAB® 中编写脚本。从噪声、功率、增益和非线性角度分析这一系列组件的预算。

确定无线通信和雷达系统的射频收发器的系统级规范。计算预算,考虑阻抗失配,而不用依赖于自定义电子表格和复杂的计算。通过绘制不同的指标,以数值方式或图形方式检查结果。

快速射频系统仿真

使用 RF Budget Analyzer 应用程序,可以针对多载波电路包络仿真生成 RF Blockset 模型和测试平台。将自动生成的模型作为进一步细化射频结构的基准。对无法通过解析手段说明的泄漏、干扰、直接转换和 MIMO 架构等缺陷进行仿真。

使用等效基带库来快速评估射频现象对系统整体性能的影响。对一系列射频组件进行建模,并执行超外差收发器的单载波仿真,包括噪声和奇数阶非线性等射频损耗。

RF Blockset 支持的不同仿真技术。

射频和数字无线系统仿真

将射频收发器与数字信号处理算法一同建模。在系统级快速仿真自适应射频收发器。

射频和数字信号处理算法的系统仿真

构建无线系统模型,包括射频收发器、模拟转换器、数字信号处理算法和控制逻辑。

创建系统级可执行规范,并使用不同的射频结构执行假设分析。或者针对特定结构开发数字信号处理算法来控制性能或减少损耗。

基于嵌套反馈回路仿真数字辅助系统,如采用自动增益控制 (AGC) 的射频接收器、采用数字预失真 (DPD) 的射频发射器,采用波束成形算法的天线阵列以及自适应匹配网络。 

系统级射频组件建模

在系统级而不是晶体管级对射频组件建模,并加快仿真速度。使用放大器、混频器、S 参数、滤波器和其他射频组件的模型,其特征为线性和非线性数据表规范或测量数据。

使用可变增益放大器衰减器移相器开关等可调谐的组件,构建由时变 Simulink 信号直接控制的自适应射频系统。将控制逻辑和信号处理算法嵌入到射频收发器的仿真中,来开发 ADI 收发器等模型。

使用 Simscape™ 语言创建自己的射频模块,并构建自定义射频组件(需要 Simscape)。 

射频放大器和混频器

使用数据表规范和特征化数据对射频非线性组件建模。

射频放大器

指定放大器的增益、噪声系数或点噪声数据、二阶和三阶交调点(IP2 和 IP3)、1 dB 压缩点和饱和功率。导入 Touchstone® 文件并使用 S 参数对输入和输出阻抗、增益以及反向隔离进行建模。使用可变增益放大器对时变非线性特征建模。

对于功率放大器,使用诸如 AM/AM-AM/PM 等非线性特征,或者使用记忆多项式来拟合时域输入-输出窄带或宽带特征,从而进行非线性和记忆效应建模。 

混频器和调制器

使用混频器模块对上下转换阶段建模。指定增益、噪声系数或点噪声数据、二阶和三阶交调点(IP2 和 IP3)、1 dB 压缩点和饱和功率。

使用混频器互调表描述超外差收发器中杂散和混合产品的影响。

在系统级别对直接转换或超外差调制器和解调器进行建模,包括镜像抑制和信道选择滤波器。指定增益和相位不平衡、LO 泄漏以及相位噪声。编辑系统以进行进一步的细化和自定义。

对低中频 Hartley 接收器建模。

S 参数、射频滤波器和线性系统

使用 S 参数或数据表规范对频变线性系统级组件进行仿真。

S 参数仿真

导入并仿真多达 8 端口 S 参数数据。通过将 S 参数模块连接到其他射频组件来构建任意网络,并将阻抗失配和滤波效果考虑在内。

直接从 MATLAB 工作区导入 Touchstone 文件或读取 S 参数数据。使用基于有理拟合的时域方法或使用基于卷积的频域方法对 S 参数建模。使用与频变幅值和相位对无源和有源数据进行建模。

在仿真中自动包含无源 S 参数生成的噪声。或者为有源组件的 S 参数指定频变噪声参数。

射频滤波器和线性组件

使用 Butterworth、Chebyshev 和 Inverse Chebyshev 设计方法设计射频滤波器,评估电路拓扑并使用电路包络进行仿真。也可以使用理想滤波器仅选择感兴趣的频率,或使用 RLC 组件和任意复数阻抗来描述任意线性网络。

使用不同特征和数据表规范对诸如环行器耦合器、功率分配器和组合器等结点进行建模。使用移相器对波束成形架构进行建模。

多天线射频接收器详细信息。

噪声

对系统级的热噪声和相位噪声影响进行仿真。

噪声建模

产生与无源组件(例如电阻器,衰减器和 S 参数)引入的衰减成比例的热噪声。

对于有源组件,指定噪声系数和点噪声数据,或从 Touchstone 文件读取频变噪声数据。为本地振荡器指定任意频变噪声分布,并对相位噪声建模。

阻抗失配可以影响实际信号和噪声的功率传输,因此可以实现低噪声系统的仿真和优化以及 SNR 的正确估计。

热噪声和相位噪声对双音调信号的影响。

测量测试平台

在进行实验室测试之前,使用测量测试平台验证射频发射器和接收器的性能。

射频模型验证

在不同操作条件下测量增益、噪声系数和系统的 S 参数。验证非线性特征,如 IP2、IP3、镜像抑制和直流偏移。测试平台会生成所需的刺激,并评估系统响应情况以计算所需的测量结果。

从 RF Budget Analyzer 应用程序自动生成的测量测试平台支持外差以及零差两种架构。

RF Blockset 测量测试平台用于 OIP3 测量。

最新特性

放大器模块

使用四种方法之一在 Simulink 中对带有噪声的非线性放大器建模

关于这些特性和相应函数的详细信息,请参阅发行说明