【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字孪生电台，尤其涉及一种数字孪生电台系统。
技术介绍
1、数据链通信装备是信息化战争的核心装备，是支撑多域联合作战的重要手段，在现代战争中扮演着十分重要的角色。数据链是链接数字化战场上的指挥中心、作战部队和武器平台之间的一种信息处理、交换和分发系统，使得多种信息化平台可以不受时间和空间限制接入网络，实现人与人、人与物以及物与物之间的信息交互。数据链通信能够帮助完成指控中心与武器平台之间的信息融合，是未来作战武器装备的生命线、提高战斗力的倍增器。对数据链通信装备进行数字化建设，打造基于模型驱动的数据链装备研发机制，有利于快速掌握数据链装备能力底数与能力差距，加快提升数据链装备能力水平，为打赢未来智能化战争奠下重要基础。
2、随着数据链通信装备复杂程度的不断增加以及各级作战平台铰链程度的逐步加深，数据链通信装备的数字化建设面临诸多挑战，主要体现在：
3、(1)在数据链通信装备的需求建模和系统设计阶段，现有的设计模式大多采用基于需求和设计文档的系统描述，系统论证不能涵盖数据链装备全生命周期的技术管理，技术指标体系也不能直观呈现，使设计人员无法洞察装备的层级组成关系和多维技术指标的相互影响；
4、(2)在数据链通信装备的研发制造阶段，现有的研发条件缺乏统一完备的组件管理，装备的制造产线分布在多家供应商，装备的生产数据不能有效共享，难以满足跨地域、跨单位的矩阵化研发模式；
5、(3)在数据链通信装备的测试阶段，现有的装备比测方法依赖于有限的预设应用场景，测试环境也难以全面反映
6、(4)在数据链通信装备的运行维护阶段，现有的装备组件缺乏全生命周期内的装备履历和坡面信息，缺乏对无线传输处理的过程域建模和状态数据的有效分析，不能满足对数据链装备的预测性维护需求。
7、现有数据链通信装备管理体系主要使用电子或纸质文档形式进行研发测试管理，存在需求建模不完整、系统设计不完善、研发测试周期长、装备健康管理不便等问题。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的在于提供一种数据驱动的数字孪生电台系统，解决现有数据链通信装备管理体系中存在的需求建模不完整、系统设计不完善、研发测试周期长、装备健康管理不便等问题，一方面采用3d几何建模工具对数据链通信装备进行无线数字孪生体组件的几何建模，镜像刻画数据链通信装备的基带、射频、天线等组件的几何形态与集成电路资源映射关系，形成数字孪生电台系统；另一方面采用系统建模工具对数据链通信装备进行无线数字孪生体组件的行为建模，透视数据链通信装备收发信机及其信号处理机制的无线传输机理，形成无线数字孪生体系统；第三方面采用实时仿真工具进行无线数字孪生组件的状态监测、数据交互和虚拟测试，对数据链通信装备和无线数字孪生体系统的行为进行双向校准，使之具备支持数字原型设计、数据链装备状态管理、数据链装备虚拟化测试等典型应用的能力。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供的一种数字孪生电台系统包括：数字孪生电台结构模型、数字孪生电台行为模型、双向校准模块；
3、所述数字孪生电台结构模型，按照典型电台进行几何建模；
4、所述数字孪生电台行为模型，采用系统仿真工具对数字孪生电台结构模型进行行为建模，对数据链通信装备的传输机理进行组件级单元分解和镜像显示；
5、所述双向校准模块，基于实时仿真和交互测试对无线数字孪生体进行双向校准，包括采用实时仿真工具进行无线数字孪生组件的状态监测、数据交互和虚拟测试，对数据链通信装备和无线数字孪生体系统的行为进行双向校准。
6、进一步优选的，所述搭建数字孪生电台结构模型包括以下过程：
7、分别建立数字孪生电台主要结构组件，所述主要结构组件包括：电台主体、镜像天线单元、镜像功放单元、镜像射频前端单元、镜像处理机单元、镜像供电单元；
8、将主要结构组件进行装配，将各主要结构组件的电路采用集成处理板卡形式进行电路封装显示；将各电路板卡之间、电路板卡与外部接口之间，进行虚拟信号流向显示；
9、将各主要结构组件的电路的软件进行模型可视化展示。
10、进一步优选的，所述电台主体包括：固定站点数据链电台、车载数据链电台、机载数据链电台、舰载数据链电台、背负型数据链电台、手持型数据链电台、星上数据链载荷、弹上数据链载荷；
11、镜像天线单元包括鞭状天线、碟状天线、环形天线、相控阵天线、共形贴装天线；
12、镜像功放单元包括：a类功放、b类功放、c类功放；
13、镜像射频前端单元包括：单通道射频组件、多通道射频组件、天线集成组件；
14、镜像处理机单元包括标准化机箱模块、标准化信号处理板卡模块；
15、镜像供电单元包括标准化电源模块。
16、进一步优选的，所述将各电路板卡之间、电路板卡与外部接口之间，进行虚拟信号流向显示；包括：采用虚拟连接器形式进行信号流向显示包括：
17、射频连接线：提供带射频信号标识的信号流向显示；
18、高速传输总线：提供带比特流标识的信号流向显示，并可提供比特流信号的单路传输、分路传输和合路传输显示；
19、控制接口：提供带控制信号标识的信号流向显示；
20、授时接口：提供秒脉冲+时间信息标识的双路控制信号显示；
21、密钥接口：提供带加密标识的控制信号接口显示；
22、供电接口：提供带电流信号的信号流向显示。
23、进一步优选的，所述将各主要结构组件的电路的软件进行模型可视化展示，包括根据信号处理的功能属性将算法/软件部署于不同的处理板卡，以对fpga、dsp、gpp等处理资源的占用比例形式显示，包括：
24、射频处理软件：提供射频处理软件及空域处理算法在fpga处理器中的资源占比显示；
25、信道处理软件：提供信道处理软件及多通道处理算法在fpga处理器中的资源占比显示；
26、基带处理软件：提供信号处理软件及基带信号处理算法在dsp处理器或gpp处理器中的资源占比显示；
27、协议处理软件：提供协议处理软件及资源调度算法在dsp处理器或gpp处理器中的资源占比显示；
28、主控及接口处理软件：提供主控及接口处理软件在gpp处理器中的资源占比显示。
29、进一步优选的，所述采用系统仿真工具对数字孪生电台结构模型进行行为建模，包括：
30、根据空间域电磁波传播机理，对镜像天线单元进行传输机理建模；包括：预定义天线参数，所述天线参数包括：天线类型、极化方式、天线指向，采用天线方向图模拟仿真映射天线孪生单元的静态天线增益特性；
31、根据射频前端单元对模拟信号的传输机理，对模拟信号在功率域和频域的信号损失进行模拟，构建射频发射孪生单元和射频接收孪生单元；
32、根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种数字孪生电台系统，其特征在于，包括数字孪生电台结构模型、数字孪生电台行为模型、双向校准模块；
2.根据权利要求1所述的数字孪生电台系统，其特征在于，所述搭建数字孪生电台结构模型包括以下过程：
3.根据权利要求2所述的数字孪生电台系统，其特征在于，所述电台主体包括：固定站点数据链电台、车载数据链电台、机载数据链电台、舰载数据链电台、背负型数据链电台、手持型数据链电台、星上数据链载荷、弹上数据链载荷；
4.根据权利要求2所述的数字孪生电台系统，其特征在于，所述将各电路板卡之间、电路板卡与外部接口之间，进行虚拟信号流向显示；包括：采用虚拟连接器形式进行信号流向显示包括：
5.根据权利要求2所述的数字孪生电台系统，其特征在于，所述将各主要结构组件的电路的软件进行模型可视化展示，包括根据信号处理的功能属性将算法/软件部署于不同的处理板卡，以对FPGA、DSP、GPP等处理资源的占用比例形式显示，包括：
6.根据权利要求2所述的数字孪生电台系统，所述采用系统仿真工具对数字孪生电台结构模型进行行为建模，包括：
7.
8.根据权利要求6所述的数字孪生电台系统，其特征在于，采用如下公式表示射频发射孪生单元传输机理建模的输入输出要素的映射关系：
9.根据权利要求6所述的数字孪生电台系统，其特征在于，采用如下公式表示射频接收孪生单元传输机理建模的输入输出要素的映射关系：
10.根据权利要求2所述的数字孪生电台系统，其特征在于，所述双向校准方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种数字孪生电台系统，其特征在于，包括数字孪生电台结构模型、数字孪生电台行为模型、双向校准模块；
2.根据权利要求1所述的数字孪生电台系统，其特征在于，所述搭建数字孪生电台结构模型包括以下过程：
3.根据权利要求2所述的数字孪生电台系统，其特征在于，所述电台主体包括：固定站点数据链电台、车载数据链电台、机载数据链电台、舰载数据链电台、背负型数据链电台、手持型数据链电台、星上数据链载荷、弹上数据链载荷；
4.根据权利要求2所述的数字孪生电台系统，其特征在于，所述将各电路板卡之间、电路板卡与外部接口之间，进行虚拟信号流向显示；包括：采用虚拟连接器形式进行信号流向显示包括：
5.根据权利要求2所述的数字孪生电台系统，其特征在于，所述将各主要结构组件的电...
【专利技术属性】
技术研发人员：李忠孝，李方伟，潘龙坚，刘荣林，
申请(专利权)人：天津七一二通信广播股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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