波束赋形

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波束赋形

波束赋形(Beamforming)又叫空域滤波,是一种使用传感器阵列定向发送和接收信号的信号处理技术。[1] 波束赋形技术通过调整相位阵列的基本单元的参数,使得某些角度的信号获得相长干涉,而另一些角度的信号获得相消干涉。波束赋形既可以用于信号发射端,又可以用于信号接收端。

波束赋形技术[编辑]

在发射端,波束赋形器控制每一个发射装置的相位信号幅度,从而在发射出的信号波阵中获得需要相长和相消干涉模式。在接收端,不同接收器接收到的信号被以一种恰当的方式组合起来,从而获得期盼中的信号辐射模式。

以水下声纳发射为例,我们希望向远处的船只发送一束集中尖锐的声纳信号。如果声纳发射装置的每个声纳发生器同时向一艘船发声纳信号,由于远方船只的方位角度,有的声纳发射器的信号先到达船只,有的声纳发射器的信号后到达船只,无法做到让所有声纳信号发生器的信号同时到达这条船只。有了波束赋形技术,就可以调整不同声纳发生器的信号发射时间(离船远的先发信号,离船近的后发信号),这样,所有的声纳信号就能同时击中船只,获得一个强大的声纳脉冲信号击中船只的效果。

在被动式声纳系统或者主动式声纳的接收端,波束赋形技术为不同的水下听音器收集到的信号加上不同的时延(离开目标最近的水下听音器加上最长的时延),这样就能同时听到所有水下听音器的声音,就像声音是来自同一个水下听音器,从而获得最佳的效果。

参见[编辑]

  1. ^ Van Veen, B.D.; Buckley, K.M. Beamforming: A versatile approach to spatial filtering. IEEE ASSP Magazine. 1988, 5 (2): 4. doi:10.1109/53.665. 
  • Louay M.A. Jalloul and Sam. P. Alex, "Evaluation Methodology and Performance of an IEEE 802.16e System", Presented to the IEEE Communications and Signal Processing Society, Orange County Joint Chapter (ComSig), December 7, 2006. Available at: http://chapters.comsoc.org/comsig/meet.html
  • H. L. Van Trees, Optimum Array Processing, Wiley, NY, 2002.
  • "A Primer on Digital Beamforming" by Toby Haynes, March 26, 1998