[科普中國(guó)]-波束成形網(wǎng)絡(luò)

波束成形網(wǎng)絡(luò)是指具有對(duì)陣列入線的輸出或輸入信號(hào)進(jìn)行波束成形處理功能的電路網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)功率分配、合成，幅度/相位加權(quán)，延遲十相加和相乘等一系列處理獲得所需要的特定波束形狀或指向的過(guò)程被稱為波束成形。這里電路網(wǎng)絡(luò)的含義是廣泛的。

簡(jiǎn)介波束成形網(wǎng)絡(luò)是指具有對(duì)陣列入線的輸出或輸入信號(hào)進(jìn)行波束成形處理功能的電路網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)功率分配、合成，幅度/相位加權(quán)，延遲十相加和相乘等一系列處理獲得所需要的特定波束形狀或指向的過(guò)程被稱為波束成形。這里電路網(wǎng)絡(luò)的含義是廣泛的1。

分類根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，可以是微波、射頻網(wǎng)絡(luò)，也可以是中頻或低頻電路網(wǎng)絡(luò);也以是無(wú)源固定網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，也可以是有源可控網(wǎng)絡(luò);還有基丁基帶信號(hào)處理技術(shù)的數(shù)字波束成形網(wǎng)絡(luò)2。

波束成型機(jī)制1)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的選擇要在滿足最小參與節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)要求的前提下盡量接近最優(yōu)值。

2)各節(jié)點(diǎn)的發(fā)射系數(shù)要在滿足最大發(fā)射系數(shù)要求的前提下盡量相互接近。

3)所選節(jié)點(diǎn)間的相位差要盡量小。

需要指出的是以上設(shè)計(jì)原則均是圍繞著使網(wǎng)絡(luò)的總能耗最小這一目標(biāo)來(lái)進(jìn)行的，并沒(méi)有考慮到節(jié)點(diǎn)間的能耗均衡。如果單個(gè)節(jié)點(diǎn)過(guò)早死亡，則有可能會(huì)形成覆蓋空洞，這樣即使其他節(jié)點(diǎn)能量充足，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行也會(huì)失去意義。所以能量有效的波束成形機(jī)制的核心思想是根據(jù)節(jié)點(diǎn)的剩余能量和之間的相位差為選取節(jié)點(diǎn)分配不同的發(fā)射系數(shù)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合以上3條原則來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到減少總能耗和均衡能量消耗的雙重目的3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

杜強(qiáng) - 高級(jí)工程師 - 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所