[发明专利]一种面向微波光子阵列系统射频前端异构模型的实现方法

说明书

本发明涉及微波光子阵列系统射频前端模型的建模和仿真领域，公开了一种面向微波光子阵列系统射频前端异构模型的实现方法，包括：采用动态数据写入的方式将时域信号输入至异构模型的输入端口；将异构模型输入端口获取的时域信号进行信号分离，分成纯信号数据和纯噪声数据；围绕仿真目的和对象，构建异构模型中的子模型；相应的子模型各自接收纯信号数据或纯噪声数据并进行仿真计算处理；将被处理后的纯信号数据和纯噪声数据以统一数据格式复用为一路数据，作为异构模型的输出接口。本发明提供的方法可解决不同学科、不同专业、不同仿真工具所构建的模型不兼容的问题。

技术领域

本发明涉及微波光子阵列系统射频前端模型的建模领域，特别是涉及一种面向微波光子阵列系统射频前端异构模型的实现方法。

背景技术

随着微波光子阵列系统的复杂程度不断增大，所涉及的软件、硬件等系统高度交联与集成，通常结合了异构且复杂的子系统，实现如此复杂的系统面临挑战。

传统上，工程师通过使用设计工具对系统进行规格化、设计、仿真以及分析。但各领域(光学、微波、数字、机械、电子、流体、人为因素)之间相互联系的复杂性削弱了只适用于单个领域工具的有效性，越来越多的模型和设计工具需要整合，因此异构模型的封装及仿真成为了关键。

当前，异构模型封装方法主要利用标准化接口将多个不同的仿真工具和模型进行整合，如Modelica协会推出的功能模型接口标准(缩写FMI)。但此标准难以适应微波光子类型的电子信息系统对光电模型端口的描述，同时也缺乏对可变长矩阵类型数据的支持。具体来说：对于一个射频模型的电路端口可被描述为一个包含信号、噪声、时频信息等的结构体，一个光子模型的光路端口则可能以时间序列、x偏振态、y偏振态的方式描述。在时域链路仿真中的时间窗、采样率等全局参数则要求模型能够对矩阵类型的数据进行有效支持。

要全面构建微波光子阵列系统前端链路模型，满足多学科、多专业的模型拉通仿真，以及对更加精细化模型(如噪声仿真)的需求，一种更具针对性的异构模型封装和仿真方法的研究和构建尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种利用不同物理域间数据转换与匹配来完成微波光子射频前端异构模型的实现方法，具体来说，针对射频前端链路中多学科协同和多专业共融等特点，通过基于数据驱动的模型构建思路，利用动态文本的数据交互模式，配合双数据支路传输方法，实现了微波、光波、数字等异构模型的针对性封装和仿真。

本发明采用的技术方案如下：一种面向微波光子阵列系统射频前端异构模型的实现方法，包括：

采用动态数据写入的方式将时域信号输入至异构模型的输入端口；

将异构模型输入端口获取的时域信号进行信号分离，分成纯信号数据和纯噪声数据；

围绕仿真目的和对象，构建异构模型中的子模型；

相应的子模型各自接收纯信号数据或纯噪声数据并进行仿真计算处理；

将被处理后的纯信号数据和纯噪声数据以统一数据格式复用为一路数据，作为异构模型的输出接口。

进一步的，将子模型的仿真计算结果写入文件，便于将计算结果在子模型之间传递。

进一步的，构建子模型的步骤中，采用专业的仿真工具构建子模型。其中，所述专业的仿真工具包括：ADS、HFSS、VPI和Matlab。

进一步的，所述动态数据写入方式具体为：

在一个完整仿真周期内按仿真节拍动态地将时域信号在某一时间窗下形成的数据序列进行写磁盘操作。

进一步的，子模型各自对纯信号数据或纯噪声数据仿真处理具体包括：

用于计算纯信号的子模型接收处理纯信号数据，用于计算噪声信号的子模型接收并处理纯噪声数据。