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多波束相位陣列接收器混合 波束成型功耗的定量分析

本文作者:Prabir Saha       點擊: 2022-10-14 13:36
前言:
 
本文比較了不同波束成型方法,重點關注這些方法創建多個同時波束的能力和能效比。相位陣列在現代雷達和通訊系統中發揮著越來越重要的作用,這使人們對提升系統性能和效率重新產生了興趣。數十年來,數位波束成型 (DBF) 及其相較於傳統類比方法的優勢已廣為人知,但與數位訊號處理相關的各種挑戰阻礙了其應用。隨著特徵尺寸的不斷縮小以及由此帶來的運算能力的指數級成長,我們看到,現在大家普遍有興趣採用數位相位陣列。雖然 DBF 具有許多吸引人的特性,但更高的功耗和成本仍然是一個問題。混合波束成型方法具有卓越的能效比,可能適合於許多應用。
 
類比與數位波束成型
波束成型的核心是延遲和求和運算,其可發生在類比域或數位域中。根據延遲或相移在訊號鏈中應用的位置,類比波束成型又可以分為多個子類別。本文僅考慮射頻波束成型。如圖 1a 所示,來自天線元件的訊號經過加權和合併,產生一個波束,然後由混頻器和訊號鏈其餘部分加以處理,這就是相位陣列的傳統實現方式。

 圖 1:(a) 類比和 (b) 數位波束成型架構的比較。

 

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