波束赋形简易化理解

什么是波束赋形

波束赋形（Beamforming）又叫波束成型、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。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。简单理解可以是波峰对波峰，波峰对波谷，这样会使波峰对波峰方向的增益增大。

波束赋形在通信中的应用

波束赋形如今广泛用于5G的天线阵列，我们都知道天线是无源器件，5G有源天线指的就是高增益的波束赋形。正常等相的2个点源的增益是3dB，5G的天线端口>64，可知5G方向性的增益是有多大。波束赋形很大的一个特点是赋形的方向随着相位的改变而改变，这意味着我们可以根据需求调整它的方向。

栅瓣

从第一张图可以看到在产生主瓣的同时也会产生许多波峰叠加的栅瓣，栅瓣的幅值大小等于主瓣，它会减少主瓣的增益，这对于天线系统来说是不利的。那么如何去掉栅瓣呢，其实知道了产生波束赋形的根本原因，我们就能猜到是什么了-------相位。只要当两个馈源的距离小于一个波长，且馈源等幅同相时，栅瓣就不会出现了。那么当馈源不同相时，馈源距离小于一个波长大于半个波长时，是否产生栅瓣由相位偏移程度决定。当馈源距离小于半个波长则不会产生栅瓣。可以从下面的示意图理解。

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