数字波束形成，阵列信号（BF）

资 源 简 介

数字波束形成，阵列信号（BF）

详 情 说 明

数字波束形成（Digital Beamforming, DBF）是阵列信号处理中的核心技术，用于定向增强或抑制特定方向的信号。与传统的模拟波束形成相比，DBF通过数字信号处理灵活调整波束指向和形状，广泛应用于雷达、通信和声学系统。

经典DBF算法通常基于相位加权原理。通过调整阵列中各天线的信号相位，使目标方向的信号同相叠加，而其他方向的信号相互抵消。这种方法计算量适中，实现简单，适合实时性要求较高的场景。对于初学者，可以从均匀线阵的波束形成入手，逐步理解导向矢量、波束图等核心概念。

基于FFT的多波束形成算法利用快速傅里叶变换高效生成多个波束。通过将阵列接收信号视为空间采样点，FFT能够同时计算多个方向上的波束响应，显著提升计算效率。这种算法适合需要同时监测多个方向的系统，如多用户通信或广域监视。不过，FFT波束的固定指向特性可能限制其灵活性，通常需要结合插值或后处理优化。

对于工程实现，需注意阵列几何结构的影响（如均匀/稀疏排布）、采样率与波束分辨率的权衡，以及抗干扰设计（如自适应零陷）。通过仿真对比不同算法的波束指向性和旁瓣水平，能直观理解其性能差异。