【導(dǎo)讀】當(dāng)前，雷達(dá)與衛(wèi)星通信系統(tǒng)正朝著寬帶化、可重構(gòu)和多功能融合的方向發(fā)展，射頻前端、數(shù)字處理與任務(wù)調(diào)度之間的依賴(lài)關(guān)系愈發(fā)緊密。傳統(tǒng)的“先設(shè)計(jì)、后測(cè)試”模式在面對(duì)這類(lèi)高度耦合的系統(tǒng)時(shí)，往往導(dǎo)致問(wèn)題暴露過(guò)晚、修改成本陡增。針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)困境，MathWorks 在 2026 年 8 月 26 日宣布推出射頻數(shù)字孿生技術(shù)，其核心是將 ADI 經(jīng)過(guò)硅片驗(yàn)證的射頻硬件模型直接嵌入系統(tǒng)級(jí)與任務(wù)級(jí)仿真平臺(tái)。此舉意在為工程師提供一種在硬件實(shí)物問(wèn)世之前、即可審視真實(shí)射頻效應(yīng)（如非線性失真、帶內(nèi)噪聲等）如何影響最終任務(wù)指標(biāo)的手段，從而將系統(tǒng)驗(yàn)證的關(guān)鍵窗口從樣機(jī)階段前移至概念設(shè)計(jì)階段。
隨著雷達(dá)與衛(wèi)星通信平臺(tái)日益復(fù)雜正不斷推升，在開(kāi)發(fā)流程早期進(jìn)行集成系統(tǒng)驗(yàn)證的需求日益提升。工程師亟需在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的早期階段評(píng)估性能、分析設(shè)計(jì)權(quán)衡并研判風(fēng)險(xiǎn)。射頻數(shù)字孿生技術(shù)通過(guò)將經(jīng)驗(yàn)證的射頻硬件模型引入系統(tǒng)級(jí)仿真來(lái)滿足這一需求，使工程師能夠在構(gòu)建硬件之前，準(zhǔn)確評(píng)估現(xiàn)實(shí)世界中的射頻效應(yīng)（如信號(hào)失真和噪聲）對(duì)整體系統(tǒng)性能的影響。
ADI 豐富的射頻與相控陣產(chǎn)品組合為復(fù)雜雷達(dá)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證提供了有力支持。基于雙方長(zhǎng)期的技術(shù)合作，MathWorks 與 ADI 的產(chǎn)品集成使工程師能夠在硬件配置最終確定之前的設(shè)計(jì)周期早期充分評(píng)估架構(gòu)權(quán)衡與性能。
隨著雷達(dá)和衛(wèi)星通信平臺(tái)不斷向可重構(gòu)的寬帶相控陣架構(gòu)演進(jìn)，越來(lái)越多系統(tǒng)需要在共享硬件平臺(tái)上支持多種任務(wù)模式。這類(lèi)系統(tǒng)中，射頻、數(shù)字信號(hào)處理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)高度耦合，僅靠組件級(jí)分析已不足以預(yù)測(cè)系統(tǒng)行為。通過(guò)共同努力，MathWorks 和 ADI 實(shí)現(xiàn)將硬件模型與系統(tǒng)級(jí)仿真相結(jié)合的射頻數(shù)字孿生，使工程師能夠分析從射頻硬件到算法和任務(wù)性能的端到端影響，更深入地了解射頻非理想因素如何影響探測(cè)性能、鏈路可靠性等系統(tǒng)級(jí)指標(biāo)。
“在系統(tǒng)層面準(zhǔn)確對(duì)射頻硬件行為進(jìn)行建模，對(duì)于現(xiàn)代雷達(dá)和衛(wèi)星通信而言至關(guān)重要，”ADI 仿真與建模總監(jiān) Dan Mantoni 表示，“通過(guò)將經(jīng)驗(yàn)證的 ADI 射頻組件模型直接接入 MathWorks 的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)環(huán)境中，射頻數(shù)字孿生技術(shù)可以幫助工程師更早地探索架構(gòu)方案，理解性能取舍，并在設(shè)計(jì)向?qū)崿F(xiàn)階段推進(jìn)過(guò)程中有效降低風(fēng)險(xiǎn)。”
Leonardo 是 ADI 數(shù)字孿生及 MathWorks 工作流的率先采用者之一，利用其支持先進(jìn)雷達(dá)項(xiàng)目進(jìn)行基于模型的射頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。借助這一工作流，工程師能夠?qū)⒔?jīng)驗(yàn)證的射頻硬件行為引入系統(tǒng)級(jí)和任務(wù)級(jí)仿真中，從而在開(kāi)發(fā)早期對(duì)架構(gòu)選擇、信號(hào)處理配置和性能權(quán)衡進(jìn)行詳細(xì)分析。該方法使工程團(tuán)隊(duì)能夠?qū)y(cè)試資源聚焦在最直接影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵場(chǎng)景上，并在硬件可用之前盡早評(píng)估各種設(shè)計(jì)方案。
“要讓射頻數(shù)字孿生值得信賴(lài)，其底層模型必須來(lái)源于真實(shí)的硬件行為，并在多個(gè)抽象層級(jí)上進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)證，”Leonardo 英國(guó)公司首席系統(tǒng)工程師 James Wolstencroft 說(shuō)道，“ADI 的數(shù)字孿生體現(xiàn)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪Ｐ烷_(kāi)發(fā)與關(guān)聯(lián)方法，使我們的工程師能夠在設(shè)計(jì)從早期概念直到系統(tǒng)集成與測(cè)試的過(guò)程中，復(fù)用一致的射頻組件表征。”
“與 ADI 的合作證明了將經(jīng)驗(yàn)證的硬件模型引入統(tǒng)一系統(tǒng)級(jí)工作流的價(jià)值所在，該工作流將算法、射頻行為與性能分析緊密連接在了一起，”MathWorks 射頻與混合信號(hào)技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理 Giorgia Zucchelli 表示，“這是我們長(zhǎng)期戰(zhàn)略邁出的重要一步，即面向更多主流組件提供數(shù)字孿生模型，夯實(shí)這一方法作為設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和演進(jìn)復(fù)雜射頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)，幫助工程團(tuán)隊(duì)更高效地應(yīng)對(duì)下一代射頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。”
結(jié)論
MathWorks 與 ADI 此次合作并非簡(jiǎn)單的工具接口對(duì)接，而是將硬件廠商的實(shí)測(cè)模型資產(chǎn)與系統(tǒng)級(jí)仿真環(huán)境進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性融合。從 Leonardo 公司在先進(jìn)雷達(dá)項(xiàng)目中的先行實(shí)踐可以看出，這套工作流讓不同專(zhuān)業(yè)方向的工程團(tuán)隊(duì)能夠在統(tǒng)一模型基礎(chǔ)上協(xié)同工作，從架構(gòu)選型到信號(hào)處理參數(shù)調(diào)優(yōu)，再到測(cè)試用例的精簡(jiǎn)，都獲得了可量化的效率提升。更重要的是，該方法為后續(xù)更多射頻組件供應(yīng)商提供了一種可復(fù)用的數(shù)字孿生范式——當(dāng)硬件模型的置信度在多個(gè)抽象層級(jí)得到驗(yàn)證后，系統(tǒng)級(jí)仿真就不再只是趨勢(shì)判斷的參考，而是能夠承擔(dān)設(shè)計(jì)決策依據(jù)的工程工具。
