CCSJ00江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)民用雷達(dá)數(shù)字化設(shè)計和工藝仿真規(guī)范電訊建模與仿真規(guī)范Specificationfordigitaldesignandprocesssimulationofcivilradar—Part2：2025-09-10發(fā)布2025-10-10實施江蘇省市場監(jiān)督管理局發(fā)布Ⅰ前言 Ⅲ引言 Ⅳ 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4縮略語 5基本組成 6各層級模型要求 6.1體系級模型 6.2系統(tǒng)級模型 6.3分系統(tǒng)級模型 7電訊模型建模 7.1建模要求 7.2模型簡化要求 8電訊模型仿真 8.1仿真流程 8.2確定仿真需求 8.3搭建仿真系統(tǒng) 8.4仿真驗證 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是DB32/T5203《民用雷達(dá)數(shù)字化設(shè)計和工藝仿真規(guī)范》的第2部分。DB32/T5203已經(jīng)發(fā)布了以下5個部分：——第1部分：總體要求；——第2部分：電訊建模與仿真規(guī)范；——第3部分：結(jié)構(gòu)建模與仿真規(guī)范；——第4部分：三維裝配工藝規(guī)劃和仿真規(guī)范；——第5部分：信息集成要求。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由江蘇省工業(yè)和信息化廳提出并組織實施。本文件由江蘇省工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（JS/TC67）歸口。本文件起草單位：中國電子科技集團公司第十四研究所、南京國睿防務(wù)系統(tǒng)有限公司。Ⅳ引言民用雷達(dá)智能制造面向產(chǎn)品全生命周期，貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都需要大量的標(biāo)準(zhǔn)來支撐，DB32/T5203《民用雷達(dá)數(shù)字化設(shè)計和工藝仿真規(guī)范》聚焦于數(shù)字化設(shè)計、工藝及信息集成，制定基于模型的設(shè)計和仿真信息集成標(biāo)準(zhǔn)并推廣應(yīng)用，以期達(dá)到民用雷達(dá)行業(yè)智能制造發(fā)展的引領(lǐng)、示范和帶動作用。DB32/T5203分為以下5個部分?！?部分：總體要求。目的在于確立適用民用雷達(dá)數(shù)字化設(shè)計和工藝仿真需要遵循的通用要求及各組成模塊的流程與交互等要求?！?部分：電訊建模與仿真規(guī)范。目的在于為民用雷達(dá)電訊專業(yè)開展建模和仿真確立需遵循的模型要求和仿真方法?！?部分：結(jié)構(gòu)建模與仿真規(guī)范。目的在于為民用雷達(dá)結(jié)構(gòu)專業(yè)開展建模和仿真確立需遵循的相關(guān)流程和要求?！?部分：三維裝配工藝規(guī)劃和仿真規(guī)范。目的在于為民用雷達(dá)工藝專業(yè)開展三維裝配工藝和仿真確立遵循的相關(guān)流程和要求。——第5部分：信息集成要求。目的在于為民用雷達(dá)電訊、結(jié)構(gòu)、工藝各專業(yè)開展專業(yè)內(nèi)、間信息集成工作需遵循的相關(guān)流程和要求。1民用雷達(dá)數(shù)字化設(shè)計和工藝仿真規(guī)范第2部分：電訊建模與仿真規(guī)范本文件規(guī)定了民用雷達(dá)電訊建模和仿真的模型基本組成、各層級模型要求、電訊模型建模要求，描述了仿真方法。本文件適用于民用雷達(dá)電訊建模與仿真，其他電子裝備參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。SJ/Z21426—2018軍用電子裝備電性能仿真模型建模指南3術(shù)語和定義SJ/Z21426—2018界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。表征電子裝備電磁波輻射、通道幅相、信號產(chǎn)生、信息處理與控制等的性質(zhì)與效能的模型。4縮略語下列縮略語適用于本文件。5基本組成民用雷達(dá)電訊模型應(yīng)涵蓋體系級、系統(tǒng)級、分系統(tǒng)級三個層級，支撐概念設(shè)計、方案論證、工程研制和設(shè)計定型等產(chǎn)品全生命周期。民用雷達(dá)各層級電訊模型組成具體如下。a）體系級模型：一般包括場景仿真模型、民用雷達(dá)概念模型和效能評估模型。b）系統(tǒng)級模型：一般包括天線模型、信息處理模型、資源調(diào)度模型等。2c）分系統(tǒng)級模型：1）天線模型：包括天線方向圖模型、發(fā)射模型（含上變頻模型、固態(tài)放大鏈模型）、接收模型（含下變頻模型、AD模型）、波形產(chǎn)生模型；2）信息處理模型：包括信號處理模型、數(shù)據(jù)處理模型；3）資源調(diào)度模型：包括扇區(qū)設(shè)置、工作頻點選擇、工作方式選擇、民用雷達(dá)波束調(diào)度、AD包頭數(shù)據(jù)分發(fā)等模型。6各層級模型要求6.1體系級模型體系級模型一般包括仿真場景模型、民用雷達(dá)概念模型和效能評估模型，其功能框圖如圖1所示，主要用于概念設(shè)計階段的用戶需求分析、使用場景設(shè)計，具體要求如下：a）應(yīng)能夠評估民用雷達(dá)在典型使用場景的效能；b）應(yīng)能支持參數(shù)分解與指標(biāo)計算，為系統(tǒng)級模型提供初步指標(biāo)輸入；模型；d）效能評估模型應(yīng)完成對產(chǎn)品威力、精度等指標(biāo)的評估。圖1體系級模型功能框圖6.2系統(tǒng)級模型系統(tǒng)級模型一般包括天線（含方向圖、發(fā)射鏈路和接收鏈路）、信息處理、資源調(diào)度等分系統(tǒng)模型，其功能框圖如圖2所示。具體要求如下：a）能夠?qū)崿F(xiàn)諸如目標(biāo)環(huán)境探測、交通管制、氣象服務(wù)等多種民用功能；b）能夠為分系統(tǒng)模型提供技術(shù)指標(biāo)輸入；c）系統(tǒng)級模型的輸入輸出定義應(yīng)承接體系級模型，并保持一致。天線模型發(fā)射模型波形產(chǎn)生模型資源調(diào)度模型接收模型信息處理模型圖2系統(tǒng)級模型功能框圖顯控控制流信息流36.3分系統(tǒng)級模型6.3.1天線模型6.3.1.1天線方向圖模型天線方向圖模型應(yīng)能計算發(fā)射方向圖或接收方向圖，模型要素應(yīng)涵蓋如下內(nèi)容。a）主要性能指標(biāo)：1）天線增益；2）主副瓣比。1）工作頻率：輻射單元射頻頻率；2）掃描角度：包含方位角和俯仰角；3）單元排布：包括方位間距、俯仰間距以及行列數(shù)；4）幅相加權(quán)：陣元的幅度相位加權(quán)信息；5）幅相誤差：陣元間的幅度和相位誤差。c）輸出：天線方向圖：包括發(fā)射方向圖和接收方向圖，應(yīng)能表征天線的發(fā)射和接收特性。6.3.1.2發(fā)射模型6.3.1.2.1上變頻模型上變頻模型包括信號源、濾波器、混頻器、本振、放大器等模型，可根據(jù)實際電路組成需求更改模型結(jié)上變頻模型基于混頻基本原理，通過控制本振頻率，實現(xiàn)中頻到射頻的變換。使用時，設(shè)計模型的目標(biāo)主要是計算上變頻電路各級增益和組合頻率，適用于上變頻射頻鏈路的方案論證和構(gòu)建。信號源濾波器濾波器放大器射頻信號混頻器信號源濾波器濾波器放大器射頻信號本振圖3典型上變頻模型框圖模型要素應(yīng)涵蓋如下內(nèi)容。a）主要性能指標(biāo)：1）噪聲系數(shù)；2）輸出頻譜；3）增益；4）1dB功率壓縮點；5）隔離度。1）工作頻率：變頻模型的射頻/中頻頻率；2）增益：各級器件的功率放大或衰減能力；43）電壓駐波比：組成部分端口匹配狀況；4）1dB增益壓縮點：非線形器件的增益下降1dB的輸入功率。c）輸出：1）輸出頻率：上變頻電路總輸出頻率或各模型輸出頻率；2）輸出雜散：上變頻輸出雜散與主信號功率比；3）增益：上變頻電路總增益或各模型增益；4）1dB增益壓縮點：非線形器件的增益下降1dB的輸出功率；5）隔離度：各端口之間的隔離性能。6.3.1.2.2固態(tài)放大鏈模型固態(tài)放大鏈模型一般包括各級放大器、隔離器、分配器和合成器等模型，如圖4所示。固態(tài)放大鏈的仿真計算基于固態(tài)放大鏈基本原理，通過控制固態(tài)放大鏈各組成部分的增益，實現(xiàn)特定要求的固態(tài)放大鏈。模型仿真的目標(biāo)主要是計算固態(tài)放大鏈電路增益和功率，適用于固態(tài)放大鏈的方案論證和構(gòu)建。 第二級放大射頻信號第一級放大隔離器1分配器合成器隔離器2輻射信號射頻信號第一級放大 第二級放大圖4典型固態(tài)放大鏈模型框圖模型要素應(yīng)涵蓋如下內(nèi)容。a）主要性能指標(biāo)：1）輸出功率；b）模型參數(shù)：1）工作頻率：固態(tài)放大鏈的工作頻率；2）增益或插損：各級放大器的功率放大能力；3）電壓駐波比：組成部分端口匹配狀況；4）1dB壓縮點功率：各級放大器的1dB壓縮點的增益；5）飽和功率：各級放大器的飽和輸出功率。c）輸出：1）1dB壓縮點功率：固態(tài)放大鏈1dB壓縮點功率或子模型的1dB壓縮點功率；2）飽和功率：固態(tài)放大鏈總輸出功率或子模型的飽和功率；3）增益：固態(tài)放大鏈總增益或各級放大器的增益。6.3.1.3接收模型6.3.1.3.1下變頻模型下變頻模型包括放大器、混頻器、濾波器和本振等模型。設(shè)計者可根據(jù)實際電路組成需求更改模型5放大器濾波器混頻器濾波器中頻信號模型基于混頻基本原理，通過控制本振頻率，實現(xiàn)特定要求的射頻到中頻變換要求。仿真的對象主要是各級增益和組合頻率，用于接收射頻鏈路的方案論證和構(gòu)建。放大器濾波器混頻器濾波器中頻信號射頻回波本振圖5典型下變頻模型框圖模型要素應(yīng)涵蓋如下內(nèi)容。a）主要性能指標(biāo)：1）噪聲系數(shù)；2）輸出頻譜；3）增益；4）隔離度；5）1dB功率壓縮點。b）模型參數(shù)：1）工作頻率：變頻模型的射頻/中頻頻率；2）增益或插損：各級器件的功率放大或衰減能力；3）電壓駐波比：組成部分端口匹配狀況；4）1dB壓縮點功率：各級器件的1dB壓縮點的增益。c）輸出：1）噪聲系數(shù)：下變頻輸出信號噪聲系數(shù)；2）輸出頻率：下變頻電路總輸出頻率或各模型輸出頻率；3）輸出雜散：下變頻輸出雜散與主信號功率比；4）增益：下變頻電路總增益或各模型增益；5）1dB增益壓縮點：非線形器件的增益下降1dB的輸出功率；6）隔離度：各端口之間的隔離性能。AD模型一般包括濾波器、AD采樣、時鐘等模型，如圖6所示。AD模型采用的計算原理為數(shù)字采樣原理的通用計算方法，通過控制采樣時鐘，實現(xiàn)特定要求的中頻/射頻信號到數(shù)字信號的變換。仿真的對象主要是將中頻信號經(jīng)過AD采樣后變換為數(shù)字信號，用于和后續(xù)數(shù)字信號處理模型對接。濾波器數(shù)字信號濾波器數(shù)字信號中頻信號A時鐘圖6典型AD數(shù)字采樣模型仿真框圖6模型要素應(yīng)涵蓋如下內(nèi)容。a）主要性能指標(biāo)：1）有效位ENOB；2）無雜散動態(tài)SFDR。b）模型參數(shù)：1）采樣頻率：AD采樣時鐘；2）采樣位數(shù)：AD采樣位數(shù)；3）參考電壓：AD采樣量程；c）輸出：1）輸出ENOB：AD有效位；2）輸出SNR：AD采樣后信噪比；3）輸出SFDR：AD采樣后動態(tài)范圍。6.3.1.4波形產(chǎn)生模型民用雷達(dá)信號產(chǎn)生模型包括信號樣式和波形產(chǎn)生等模型，如圖7所示。民用雷達(dá)信號產(chǎn)生模型根據(jù)中央控制器輸出的民用雷達(dá)波形參數(shù)，生成民用雷達(dá)信號。圖7民用雷達(dá)信號產(chǎn)生模型仿真框圖模型要素應(yīng)涵蓋如下內(nèi)容。a）主要性能指標(biāo)：1）線性度；2）IQ幅度不平衡；3）IQ相位不平衡。b）模型參數(shù)：1）波形參數(shù)；2）采樣頻率。c）輸出：民用雷達(dá)波形。6.3.2信息處理模型6.3.2.1信號處理模型干擾抑制脈壓CFAR檢測濾波測角幀報告信號處理模型主要由脈壓、濾波、干擾抑制、CFAR檢測和測角等模型組成。如圖8所示。完成對回波數(shù)據(jù)產(chǎn)生模型生成的AD數(shù)據(jù)進(jìn)行脈壓、濾波、干擾抑制、CFAR檢測和測角等功能，形成幀報告，送往數(shù)據(jù)處理，其中間處理結(jié)果可以實時顯示，處理性能可以評估。干擾抑制脈壓CFAR檢測濾波測角幀報告數(shù)字信號圖8民用雷達(dá)信號處理模型仿真框圖7模型要素應(yīng)涵蓋如下內(nèi)容。a）主要性能指標(biāo)：1）脈壓主副比；2）干擾抑制比；3）檢測概率；4）處理損失；5）測角精度。1）包頭；2）AD數(shù)據(jù)。c）輸出：1）包頭：主要包含工作模式、工作波形參數(shù)、接收采樣參數(shù)、信號處理參數(shù)；6.3.2.2數(shù)據(jù)處理模型數(shù)據(jù)處理模型主要由點跡凝聚、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、濾波和航跡等模型組成。如圖9所示。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)點航跡報告幀報告濾波航跡數(shù)據(jù)處理模型根據(jù)信號處理幀報告完成點跡凝聚、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、濾波處理和航跡生成等功能，通過點航跡報告送顯控完成航跡顯示，航跡跟蹤性能評估可以實時顯示，處理性能可以評估。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)點航跡報告幀報告濾波航跡點跡凝聚圖9民用雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模型仿真框圖模型要素應(yīng)涵蓋如下內(nèi)容。a）主要性能指標(biāo)：1）航跡掌握率；2）虛假航跡率；3）換批率；4）斷批率；5）跟蹤精度。1）包頭：主要包含工作模式、工作波形參數(shù)、接收采樣參數(shù)、信號處理參數(shù)；c）輸出：點航跡報告和跟蹤請求。點航跡報告包含目標(biāo)距離、速度、角度等數(shù)據(jù)。6.3.3資源調(diào)度模型民用雷達(dá)資源調(diào)度模型包括扇區(qū)設(shè)置、工作頻點選擇、工作方式選擇、民用雷達(dá)波束調(diào)度、AD包頭數(shù)據(jù)分發(fā)等模型，如圖10所示。民用雷達(dá)資源調(diào)度模型根據(jù)民用雷達(dá)任務(wù)規(guī)劃要求設(shè)置民用雷達(dá)扇區(qū)、工作方式、工作頻點等民用雷達(dá)基本參數(shù)，接受人工輸入的民用雷達(dá)相關(guān)控制參數(shù)，根據(jù)目標(biāo)/慣導(dǎo)的包線數(shù)據(jù)完成相應(yīng)的波束調(diào)度指令，給各分系統(tǒng)分發(fā)控制參數(shù)和目標(biāo)慣導(dǎo)數(shù)據(jù)，控制參數(shù)和慣導(dǎo)數(shù)據(jù)通過打包到AD數(shù)據(jù)包頭的形式8選擇頻點工作方式設(shè)置雷達(dá)扇區(qū)任務(wù)規(guī)劃包頭數(shù)據(jù)控制信息慣導(dǎo)信息波調(diào)度傳遞給信息處理選擇頻點工作方式設(shè)置雷達(dá)扇區(qū)任務(wù)規(guī)劃包頭數(shù)據(jù)控制信息慣導(dǎo)信息波調(diào)度圖10民用雷達(dá)資源調(diào)度模型仿真框圖模型要素應(yīng)涵蓋如下內(nèi)容。1）慣導(dǎo)消息；2）跟蹤請求；3）控制消息。1）請求慣導(dǎo)消息；2）包頭信息。7電訊模型建模7.1建模要求民用雷達(dá)電訊模型建模采用自頂向下的逐層建構(gòu)、逐步細(xì)化，具體要求如下。a）建模應(yīng)遵循簡單、實用原則，并充分考慮通用性、魯棒性、擴展性等，易于升級和維護(hù)。b）在產(chǎn)品研制全生命周期的不同研制階段應(yīng)構(gòu)建不同類型的模型。c）根據(jù)專業(yè)特點和實際需求確定模型的簡化要求。d）基于已知的或假設(shè)系統(tǒng)遵循的物理規(guī)律或機理而建立的性能模型，應(yīng)根據(jù)實際對象不同分層次建模，并參照如下方法：1）有明確函數(shù)解析式的處理模型直接用數(shù)字函數(shù)編程建立模型；2）沒有明確函數(shù)解析式的，可借助半實物仿真，擬合經(jīng)驗數(shù)據(jù)，描述特定特性、效果，建立等效模型；3）基于廠家（外協(xié)單位）提供的組件（器件）參數(shù)進(jìn)行建模；4）直接使用廠家（外協(xié)單位）提供的組件（器件）模型。e）應(yīng)通過數(shù)字仿真、實測數(shù)據(jù)、半實物仿真、實物測試等方法驗證模型的合理性。7.2模型簡化要求電訊分析模型簡化要求如下：a）分別建立分系統(tǒng)級、系統(tǒng)級兩個層級的分析模型簡化的統(tǒng)一規(guī)定，保證模型的一致性，實現(xiàn)同一層級模型簡化；b）建立從分系統(tǒng)級、系統(tǒng)級到體系級的分析模型的轉(zhuǎn)換要求、轉(zhuǎn)換內(nèi)容及轉(zhuǎn)換格式等規(guī)定，保證模型性能指標(biāo)、參數(shù)和接口等重要信息的一致性，實現(xiàn)分析模型的逐級模型簡化；c）可通過對原始模型進(jìn)行黑盒處理，保證模型功能和接口一致性的前提下，提取模型外部特性參9數(shù)，建立等效模型，實現(xiàn)模型簡化；d）簡化后的模型包括必要的模型信息，如模型接口、模型功能、模型指標(biāo)參數(shù)等；e）簡化后的模型應(yīng)能進(jìn)行同一層級的模型間互聯(lián)和仿真評估。8電訊模型仿真8.1仿真流程民用雷達(dá)電訊模型仿真流程一般為確定仿真需求、搭建仿真系統(tǒng)、仿真驗證、模型發(fā)布與入庫，如圖確定仿真需求搭建仿真系統(tǒng)仿真驗證不適用是否適用適用模型發(fā)布與入庫圖11仿真流程圖8.2確定仿真需求確定仿真需求如下：a）若要確定基本功能和初步的戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)，則進(jìn)行體系級的參數(shù)仿真；b）若要精確評估系統(tǒng)性能并能指導(dǎo)詳細(xì)設(shè)計，則進(jìn)行系統(tǒng)級的參數(shù)或信號仿真；c）若要高逼真仿真物理模型，則進(jìn)行分系統(tǒng)級別的電路和電磁場仿真。8.3搭建仿真系統(tǒng)8.3.1建模語言可采用編程語言或圖形化腳本語言構(gòu)建模型和仿真系統(tǒng)。8.3.2編程語言建模建模編程語言包含編譯性語言和腳本語言。編譯性語言（如C/C++）適用于仿真運算效率要求較高場合，腳本語言（如Python/Julia語言）適用于快速構(gòu)建模型的場合。8.3.3圖形化腳本語言建模圖形化建模方法通過連線基本圖形化模型的輸入輸出接口構(gòu)建復(fù)合模型，如圖12所示。A:D:復(fù)合模型B:基本C:基本圖12通過圖形化方法構(gòu)建復(fù)合模型其中A、B、C為基本模型，D為復(fù)合模型。通過多次復(fù)合構(gòu)建出整個仿真系統(tǒng)及其組成部分。復(fù)合準(zhǔn)則如下：a）復(fù)合層層數(shù)建議不超過5層；b）模型實體與接口關(guān)系不宜過于復(fù)雜。8.4仿真驗證8.4.1仿真流程8.