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레이더와 위성 통신 시스템이 복잡해지면서 하드웨어 제작 이전 단계에서 시스템 전체의 성능을 검증하는 디지털 트윈 기술이 주목받고 있다. 실제 RF 하드웨어의 특성을 설계 초기부터 시스템 시뮬레이션에 반영해 성능과 설계 리스크를 미리 검증할 수 있는 새로운 개발 방식이 등장하면서 차세대 국방 및 위성 통신 시스템 개발 효율을 높일 것으로 기대된다. 

매스웍스(MathWorks)는 아날로그 디바이스(ADI)의 검증된 RF 하드웨어 모델을 시스템 및 미션 레벨 시뮬레이션에 통합한 RF 디지털 트윈 워크플로우를 공개했다. 이를 통해 엔지니어는 실제 하드웨어를 제작하기 전 단계에서 레이더와 위성 통신 시스템의 성능을 검증하고 설계 트레이드오프를 분석할 수 있다. 

최근 국방과 위성 통신 분야에서는 다중 임무를 수행하는 광대역 페이즈드 어레이(phased-array) 시스템이 확대되면서 RF 회로와 디지털 신호 처리, 시스템 설계가 긴밀하게 결합되는 추세다. 이에 따라 개별 부품 성능만으로는 전체 시스템의 동작을 예측하기 어려워졌으며, 개발 초기부터 시스템 수준에서 검증을 수행하는 중요성이 커지고 있다. 

새로운 RF 디지털 트윈은 ADI의 검증된 RF 컴포넌트 모델을 매스웍스의 시스템 레벨 설계 환경과 연결해 신호 왜곡이나 노이즈 등 실제 RF 특성이 레이더 탐지 성능이나 위성 통신 링크 신뢰성에 미치는 영향을 사전에 분석할 수 있도록 지원한다. 또한 하드웨어 구성이 확정되기 전부터 다양한 아키텍처와 설계 옵션을 비교·평가해 개발 리스크를 줄일 수 있다. 

개발 기간 단축과 설계 리스크 최소화 

매스웍스와 ADI는 오랜 기술 협력을 바탕으로 RF 하드웨어 모델과 시스템 시뮬레이션을 하나의 워크플로우로 통합했다. 이를 통해 엔지니어는 RF 성능 저하가 시스템 전체에 미치는 영향을 엔드투엔드(end-to-end) 관점에서 분석하고, 개발 초기 단계에서 최적의 설계 방향을 결정할 수 있다. 

글로벌 항공우주·방위산업 기업인 레오나르도(Leonardo)는 이번 RF 디지털 트윈 워크플로우를 첨단 레이더 프로그램에 초기 도입한 기업 가운데 하나다. 레오나르도는 검증된 RF 하드웨어 모델을 시스템 및 미션 레벨 시뮬레이션에 적용해 아키텍처 선택과 신호 처리 구성, 성능 트레이드오프를 초기 단계에서 분석하고 있으며, 실제 하드웨어 제작 이전에 설계 옵션을 검증함으로써 개발 효율을 높이고 있다. 

매스웍스는 이번 RF 디지털 트윈이 향후 다양한 RF 핵심 부품으로 확대될 디지털 트윈 전략의 출발점이라고 설명했다. 검증된 하드웨어 모델을 시스템 설계 환경과 통합함으로써 복잡한 RF 시스템의 설계와 검증, 성능 최적화를 지원하는 핵심 개발 방식으로 자리 잡을 것으로 기대하고 있다.