RF Blockset

Entwerfen und Simulieren von Hochfrequenzsystemen

 

RF Blockset™ (zuvor SimRF™) enthält eine Simulink®-Komponentenbibliothek und eine Simulationsfunktion zum Entwerfen von HF-Kommunikations- und Radarsystemen.

Mit RF Blockset können Sie nichtlineare HF-Verstärker simulieren und Speichereffekte modellieren, um Verstärkung, Rauschen sowie Intermodulationsstörungen gerader und ungerader Ordnung zu schätzen. Sie können HF-Mixer modellieren, um Spiegelfrequenzunterdrückung, wechselseitiges Mixen, lokales Oszillatorphasenrauschen und Gleichstromversatz zu prognostizieren. Zudem können Sie frequenzabhängige Impedanz-Abweichungen simulieren. HF-Modelle können mithilfe von Spezifikationen in Datenblättern oder gemessenen Daten charakterisiert und genutzt werden, um adaptive Architekturen korrekt zu simulieren, darunter Algorithmen für automatische Verstärkungssteuerung (AGC) und digitale Vorverzerrung (DPD).

Mit der HF-Bilanzanalyse-App können Sie automatisch Transceiver-Modelle und Messungs-Testbenches generieren, um die Leistung zu validieren und eine Multicarrier-Circuit-Envelope-Simulation einzurichten.

Mit RF Blockset können Sie HF-Systeme auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen modellieren. Circuit Envelope Simulation ermöglicht hochgenaue Multicarrier-Simulation von Netzwerken mit beliebigen Topologien. Die äquivalente Basisband-Bibliothek ermöglicht eine schnelle, zeitdiskrete Simulation von Einzelträger-Kaskadensystemen.

Erste Schritte:

HF-Budget- und Systemsimulation

Berechnen Sie die HF-Bilanz einer Kaskade von HF-Komponenten im Hinblick auf Rauschen, Energie, Verstärkung und Nichtlinearität. Generieren Sie automatisch Modelle auf Systemebene für Multicarrier-Circuit-Envelope-Simulation.

HF-Bilanzanalysen und Top-down-Design

Mit der HF-Bilanzanalyse-App können Sie eine Kaskade von HF-Komponenten grafisch erstellen oder in MATLAB® skripten. Untersuchen Sie die Bilanz der Kaskade im Hinblick auf Rauschen, Energie, Verstärkung und Nichtlinearität.

Bestimmen Sie die systemrelevanten Spezifizierungen der HF-Transceiver für drahtlose Kommunikations- und Radarsysteme. Berechnen Sie die Bilanz unter Berücksichtigung von Impedanzfehlanpassungen anstatt sich auf benutzerdefinierte Tabellen und komplexe Berechnungen zu verlassen. Prüfen Sie Ergebnisse numerisch oder grafisch durch Darstellung verschiedener Messgrößen.

Schnelle Simulation von HF-Systemen

Erstellen Sie mit der HF-Bilanzanalyse-App HF-Blockset-Modelle und Prüfstände für Multicarrier- Circuit-Envelope- Simulation. Verwenden Sie automatisch generierte Modelle als Baseline zur weiteren Ausarbeitung der HF-Architektur. Simulieren Sie Störungen, die analytisch nicht erklärt werden können, beispielsweise Leckstrom, Störquellen, Direktumwandlung und MIMO-Architekturen.

Verwenden Sie die äquivalentes Basisband Bibliothek, um die Auswirkungen von HF-Phänomenen auf die Leistung des Gesamtsystems schnell zu schätzen. Modellieren Sie eine Kette von HF-Komponenten und führen Sie eine Single-Carrier-Simulation superheterodyner Transceiver durch, darunter HF-Störungen wie Rauschen und ungerade Nichtlinearität.

Unterschiedliche Simulationstechniken, die von RF Blockset unterstützt werden.

HF- und Digital-Drahtlos-System-Simulation

Modellieren Sie HF-Transceiver gemeinsam mit Algorithmen zur digitalen Signalverarbeitung. Simulieren Sie schnell adaptive HF-Transceiver auf Systemebene.

Systemsimulation von Algorithmen für die Verarbeitung von HF und Digitalsignalen

Bauen Sie Modelle von Drahtlossystemen, darunter HF-Transceiver, Analogkonverter, Algorithmen für die digitale Signalverarbeitung und Steuerlogik.

Richten Sie ausführbare Spezifikationen auf Systemebene ein und führen Sie bedingte Analysen mit unterschiedlichen HF-Architekturen durch. Alternativ können Sie sich auf eine bestimmte Architektur festlegen und Algorithmen zur Verarbeitung digitaler Signale entwickeln, um die Leistung zu regeln und Störungen zu minimieren.

Simulieren Sie Systeme mit digitaler Unterstützung auf Grundlage eingebetteter Feedback-Loops wie HF-Empfänger mit automatischer Verstärkungssteuerung (AGC), HF-Sender mit digitaler Vorverzerrung (DPD), Antennen-Arrays mit Beamforming-Algorithmen und adaptive Anpassnetze. 

Modellierung von HF-Komponenten auf Systemebene

Modellieren Sie HF-Komponenten auf Systemebene statt auf Transistorebene und beschleunigen Sie die Simulation. Nutzen Sie Modelle von Verstärkern, Mixern, S-Parametern, Filtern sowie weiteren HF-Komponenten, die durch lineare und nichtlineare Datenblattspezifikationen oder Messdaten charakterisiert sind.

Verwenden Sie optimierbare Komponenten wie regelbare Verstärker, Dämpfer, Phasenschieber und Switches für den Bau adaptiver HF-System mit Eigenschaften, die direkt durch zeitlich veränderliche Simulink- Signale geregelt werden. Betten Sie Algorithmen für Steuerlogik und Signalverarbeitung in die Simulation von HF-Transceivern ein, um Modelle wir die ADI-Transceiver zu entwickeln.

Schreiben Sie Ihre eigenen HF-Blöcke  mit der Simscape™-Sprache und bauen Sie individuelle HF-Komponenten ( Simscape ist erforderlich). 

HF-Verstärker und -Mixer

Modellieren Sie nichtlinineare HF-Komponenten mit Datenblattspezifikationen und Charakterisierungsdaten.

HF-Verstärker

Legen Sie Verstärkung, Rauschzahl oder Spot-Rauschdaten, Schnittpunkte (IP2 und IP3) zweiter und dritter Ordnung, 1 dB Kompressionspunkt und Sättigungsleistung für den Verstärker fest. Importieren Sie Touchstone®-Dateien und verwenden Sie S-Parameter zum Modellieren von Eingangs- und Ausgangs-Impedanzen, Verstärkung und umgekehrter Isolierung. Nutzen Sie den Verstärker mit variabler Verstärkung, um zeitlich abhängige, nichtlineare Eigenschaften zu modellieren.

Nutzen Sie für Leistungsverstärker nichtlineare Eigenschaften wie AM/AM-AM/PM oder passen Sie Zeit-Domain-Eingangs/Ausgangs-Eigenschaften (Schmalband oder Breitband) mit einem generalisierten Speicher-Polynomial an. 

Mixer und Modulatoren

Modellieren Sie mit dem Mixer-Block-up- und -down-Umwandlungsphasen. Legen Sie Verstärkung, Rauschzahl oder Spot-Rauschdaten, Schnittpunkte (IP2 und IP3) zweiter und dritter Ordnung, 1 dB Kompressionspunkt und Sättigungsleistung fest.

Nutzen Sie Mixer-Intermodulationstabellen zur Beschreibung der Effekte von Spitzen und Mixing-Produkten in superheterodynen Transceivern.

Modellieren Sie Direktumwandlung oder superheterodyne Modulatoren und Demodulatoren auf Systemebene, darunter Spiegelfrequenzunterdrückung und Kanalwahl-Filter. Legen Sie Verstärkung und Phasen-Ungleichgewichte, LO-Leckstrom und Phasenrauschen fest. Bearbeiten Sie das System für weitere Ausarbeitung und Anpassung.

Modellierung eines Niedrig-IF-Hartleyempfängers.

S-Parameter, HF-Filter und Linearsysteme

Simulieren Sie frequenzabhängige, lineare Komponenten auf Systemebene mit S-Parametern oder Datenblattspezifikationen.

S-Parameter-Simulation

Importieren und simulieren Sie bis zu 8-Port-S-Parameterdaten. Bauen Sie beliebige Netzwerke durch die Verknüpfung von S-Parameter-Blöcken mit weiteren HF-Komponenten und ziehen Sie Impedanzabweichungen und Filtereffekte in Betracht.

Importieren Sie Touchstone-Dateien oder lesen Sie S-Parameterdaten direkt aus dem MATLAB Workspace. Simulieren Sie die S-Parameter mit einem Zeit-Domain-Ansatz auf Grundlage von rationalem Anpassen oder nutzen Sie einen Frequenz-Domain-Ansatz auf Grundlage von Faltung. Modellieren Sie passive und aktive Daten mit frequenzabhängiger Amplitude und Phase.

Nehmen Sie das durch passive S-Parameter generierte Rauschen automatisch in die Simulation auf. Legen Sie alternativ frequenzabhängige Rauschparameter für die S-Parameter aktiver Komponenten fest.

HF-Filter und lineare Komponenten

Designen Sie HF-Filter mit den Methoden Butterworth, Tschebyscheff und inversem Tschebyscheff, bewerten Sie die Schaltkreis-Topologie und simulieren Sie mit Circuit Envelope. Verwenden Sie alternativ Idealfilter, um nur Frequenzen von Interesse auszuwählen, oder nutzen Sie RLC-Komponenten und beliebige komplexe Impedanzen zur Beschreibung beliebiger linearer Netzwerke.

Modellieren Sie Verbindungen wie Zirkulatoren, Koppler, Leistungsteiler und Kombinierer mit unterschiedlichen Eigenschaften und Datenblattspezifikationen. Nutzen Sie Phasenschieberzur Modellierung von Beamforming-Architekturen.

Detail eines HF-Empfängers mit mehreren Antennen.

Rauschen

Simulieren Sie Rauscheffekte (thermisch und Phase) auf Systemebene.

Rauschmodellierung

Generieren Sie thermisches Rauschen, das der Dämpfung proportional ist, die durch passive Komponenten wie Widerstände, Dämpfer und S-Parameter eingebracht wird.

Legen Sie für aktive Komponenten die Rauschzahl und Spot-Rauschdaten fest oder lesen Sie frequenzabhängige Rauschdaten von Touchstone-Dateien. Legen Sie beliebige frequenzabhängige Rauschverteilungen für örtliche Oszillatoren und Modellphasenrauschen fest.

Impedanzabweichungen haben Auswirkungen auf die Leistungsübertragung des tatsächlichen Signals und das Rauschen. Dies ermöglicht die Simulation und Optimierung von Systemen mit geringem Rauschen und korrekte Schätzung des SNR.

Effekte von thermischem Rauschen und Phasenrauschen auf ein Zweitonsignal.

Messungs-Testbenches

Bestätigen Sie die Leistung eines HF-Senders und -Empfängers mit Messungs-Testbenches vor dem Test im Labor.

HF-Modellvalidierung

Messen Sie Verstärkung, Rauschzahl und S-Parameter des Systems in unterschiedlichen Betriebsbedingungen. Bestätigen Sie nichtlineare Eigenschaften wie IP2, IP3, Spiegelfrequenzunterdrückung und Gleichstromversatz. Die Testbenches erzeugen die erforderliche Stimulanz und bewerten das Ansprechen des Systems um die gewünschte Messung auszuwerten.

Generieren Sie automatisch Messungs-Testbenches aus der HF-Bilanzanalyse-App zur Unterstützung heterodyner und homodyner Architekturen.

RF Blockset Messungs-Testbench für OIP3-Messung.

Neue Funktionen

Verstärkerblock

Modellieren eines nichtlinearen Verstärkers mit Rauschen in Simulink mittels einer unserer vier Methoden

Details zu diesen Merkmalen und den zugehörigen Funktionen finden Sie in den Versionshinweisen.