數字波束形成

數字波束形成（Digital Beam Forming，簡稱DBF）是一個專用術語，又譯為數字波束合成。數字波束形成技術是天線波束形成原理與數位訊號處理技術相結合的產物，其廣泛套用於陣列信號處理領域。

基本介紹

• 中文名：數字波束形成
• 外文名：Digital Beam Forming(DBF)
• 別名：數字波束合成
• 性質：專用術語

專業內容

電子、通信與自動控制技術陣列信號處理最主要的研究內容包括DOA估計和波束形成。較早的DOA估計方法又稱為波束形成方法，而該波束形成方法利用了空域維納濾波的匹配概念，由陣列流形在信號空間中的投影大小判定信號方向，後來隨著研究的深入，高分辨譜估計技術的發展，才把DOA估計和波束形成加以區分，DOA估計是為了確定信號的方位，從接收數據中測出信號方向，不管信號是有用信號還是干擾信號，在DOA估計方向圖中都表現為峰值，而此峰值並不是實際陣列輸出功率；波束形成是傳統濾波的空域拓展，其根本目的是有效提取有用信號並抑制噪聲和干擾，在方向圖中表現為有用信號方向形成峰值、干擾方向形成零陷，可以認為DOA估計為波束形成的前端處理，確定期望信號和干擾方向後，陣列對期望信號方向形成波束並在干擾方向形成零陷。

數字波束形成（Digital Beam Forming，DBF）技術，是針對陣列天線,利用陣列天線的孔徑，通過數位訊號處理在期望的方向形成接收波束。DBF的物理意義是：雖然單個天線的方向圖是全向的，但對陣列多個接收通道的信號，利用數字處理方法，對某一方向的入射信號，補償由於感測器在空間位置不同而引起的傳播波程差導致的相位差，實現同相疊加，從而實現該方向的最大能量接收，完成該方向上的波束形成，來接收有用的期望信號，這種把陣列接收的方向增益聚集在一個指定的方向上，相當於形成了一個“波束”。可以通過改變權值,使得波束指向不同的方向，並實現波束的掃描。通過多通道的並行處理也可以同時形成多個波束，還可以選擇合適的窗函式來降低副瓣電平。

DBF技術屬於陣列信號處理，在雷達、電子偵察與電子對抗、通信、聲納等領域中得到了廣泛的套用。