מערכות תקשורת
Radar Digital Twin: From Terrain to Baseband IQ
הורדת סיכונים (Shift-Left) מוקדמת והאצת V&V לאלגוריתמי עקיבה
באמצעות נתונים סינתטיים מבוססי-פיזיקה.
מציג:
ינון נוסבאום, Application Engineer, סיסטמטיקס
התהליך ההנדסי:
תהליך End-to-End הממיר נתוני מפות (GIS/DEM) ומודלים תלת-ממדיים לסימולציית מכ"ם דינמית בסביבה עתירת קלאטר.
המימוש בפועל:
הדמו מציג כיצד ניתן להזרים נתוני RF ריאליסטיים הכוללים חסימות קו-ראייה (LOS), אפקטי Multipath ודינמיקת מטרה, ישירות לשרשרת עיבוד האות (DSP). מתודולוגיה זו מאפשרת לצוותי פיתוח לאמת ביצועי Tracker בתנאי קצה עוד בשלבי הפיתוח הראשונים, ומצמצמת דרסטית את התלות בניסויי שטח יקרים.
טכנולוגיות מפתח:
Phased Array, GPU Acceleration, Physical Optics (PO), Mismatched Filtering.
תיאור הדמו:
בדיקות אימות ואינטגרציה (V&V) למערכות מכ"ם נשענות לרוב על ניסויי שטח מורכבים, שלרוב אינם רפטיטיביים או דטרמיניסטיים. הדמו מציג מתודולוגיית System-Level לבניית "תאום דיגיטלי" סביבתי ברמת נתוני ה-IQ. אנו נדגים הזרקת נתונים ריאליסטיים, מתנאי טופוגרפיה ואפקטי ריבוי-נתיבים (Multipath) ועד דינמיקת מטרה מתקדמת – ישירות אל אלגוריתם העקיבה (Tracker). גישה זו מאפשרת ביצוע De-risking בשלבים מוקדמים של חיי הפרויקט, ומקצרת משמעותית את ה-Time-to-Test תוך הפחתת כמות גיחות הניסוי הנדרשות.
מרכיבי הדמו:
- Environment & Clutter: קליטת מפות DEM ליצירת מודל השתקפויות קרקע (Two-Ray Multipath), חישובי קו-ראייה (LOS), ומידול קלאטר מבוסס-Reflectivity.
- Target RCS Synthesis: מנוע חישוב חתך מכ"ם דינמי על בסיס מודל CAD (STL), המגיב בזמן אמת לשינויי אזימוט והגבהה של המטרה ביחס למכ"ם.
- RF Front-End: מידול Baseband של שרשרת השידור והקליטה, כולל הזרקת רעש תרמי (Noise Figure) וסינתזת דופלר מדויקת ברמת ה-CPI.
- DSP & Detection: סינון MTI, דחיסת פולס, ושרשרת גילוי אדפטיבית (1D CA-CFAR) המציגה את המטרות על גבי מפת Range-Doppler.
דגשים טכניים:
- ארכיטקטורת Co-Simulation: ניהול Trade-off חישובי על ידי שילוב של מפת קלאטר המחושבת מראש ומנוהלת בזיכרון ה-VRAM של ה-GPU, לצד חישובי ערוץ ו-RCS המבוצעים On-the-fly, להבטחת ביצועים ב-Faster-than-Real-Time.
- RCS Solver Trade-off: שימוש בקירוב Physical Optics (PO) במקום פותרים אלקטרומגנטיים מלאים (Full-Wave) כדי לקבל שערוך RCS ברמת דיוק מערכתית מספקת, מבלי להקריב את קצב הריצה של הסימולציה הדינמית.
- Mismatched Filter Budgeting: יישום חלונות זמן (Time-Domain Windowing) על מקדמי מסנן דחיסת הפולס להנחתת אונות צד עמוקה (60dB-) בסביבת קלאטר, תוך סנכרון הפסדי ה-SNR (Mismatched loss) הנגזרים מכך ישירות לתוך ה-Link Budget של המערכת.