Radio frequency (RF) systems play a crucial role in modern society, with applications spanning wireless communication, radar detection, and passive sensing. These systems are often required to operate across multiple frequencies to support a wider bandwidth or improve performance. Handling signals with multiple frequency components, or multi-tone signals, increases system complexity, particularly when accounting for non-ideal characteristics such as noise and intermodulation. Today, RF systems are designed using simulation software, which significantly simplifies the process of developing effective multi-tone supported systems compared to developing and testing physical prototypes. However, these complexities are reflected in the simulations, resulting in computationally intensive processes. In this thesis, a modular simulation software is developed for modelling RF systems using MATLAB. The primary goal is to create modules of key RF components – including filters, amplifiers, analogue-to-digital converters (ADCs), and digital down converters (DDC) – as well as modules of non- ideal properties such as quantisation noise, clock jitter and intermodulation products. This approach allows many different configurations of RF systems to be simulated, where each module can easily be validated separately. To evaluate the performance of the simulation software, each module was compared to its theoretically expected results. The ADC and DDC were also evaluated over a wide span of frequencies using metrics such as Signal-to- Noise Ratio (SNR), Mean Squared Error (MSE), and Effective Number of Bits (ENOB). Additionally, real-world measurements were conducted on an RF system at Saab, which were then compared to the simulation outputs. An estimation process using optimisation methods was implemented to validate parameters, such as amplitude and phase information, obtained from datasheet values of the RF components. The simulation results using the estimation process demonstrated high accuracy across all metrics. Simulation times were consistently low. Although some discrepancies remained due to limited access to component specifications and missing non-ideal properties, the results confirm the effectiveness of the simulation approach in accurately modelling RF systems.

System som sänder och tar emot radiovågor spelar en avgörande roll i det moderna samhället, med tillämpningar inom allt från trådlös kommunikation och radardetektering till passiv avkänning. Dessa system måste ofta kunna fungera över flera frekvenser för att stödja en bredare bandbredd eller förbättra prestandan. Att hantera signaler med flera frekvenskomponenter, så kallade flertonssignaler, ökar systemets komplexitet, särskilt när hänsyn tas till icke-ideala egenskaper såsom brus och intermodulationsprodukter. Idag designas radiosystem med hjälp av simuleringsmjukvara, vilket avsevärt förenklar utvecklingsprocessen för effektiva flertonssystem jämfört med att utveckla och testa fysiska prototyper. Dock återspeglas dessa komplexiteter i simuleringarna, vilket resulterar i beräkningstunga processer. I detta examensarbete har en modulär simuleringsmjukvara utvecklats i MATLAB för modellering av radiosystem. Det primära målet är att skapa moduler av nyckelkomponenter, såsom filter, förstärkare, analog- till-digital-omvandlare (ADC), och digitala nedkonverterare (DDC), samt moduler för icke-ideala egenskaper som kvantiseringsbrus, aperturjitter och intermodulationsprodukter. Detta tillvägagångssätt möjliggör simulering av olika konfigurationer av radiosystem, där varje modul enkelt kan valideras separat. För att utvärdera simuleringsmjukvarans prestanda jämfördes varje modul med dess teoretiskt förväntade resultat. ADC- och DDC-modulerna utvärderades dessutom över ett brett frekvensspektrum med hjälp av mått som Signal-to-Noise Ratio (SNR), Mean Squared Error (MSE) och Effective Number of Bits (ENOB). Mätningar utfördes även på ett radiosystem vid Saab, vilka sedan jämfördes med simuleringarnas resultat. En estimeringsprocess som använde optimeringsmetoder implementerades för att verifiera parametrar såsom amplitud och fasinformation vilka härleddes från simuleringarna. Simuleringsresultaten från estimeringsprocessen visade hög noggrannhet över alla mätmetoder. Simuleringstiderna var konsekvent korta. Även om vissa avvikelser uppstod på grund av begränsad tillgång till komponent-specifikationer och saknade icke-linjäriteter, bekräftar resultaten simuleringsmetodens effektivitet i att noggrant modellera radiosystem.