什么是波束成形?
波束成形、波束形成、波束成型和波束赋形意思相同。
什么是波束赋形/波束成形?
顾名思义,就是对波束的形状进行构造。这里的波束指的就是天线的辐射方向性图。简而言之,BeamForming波束赋形是一种构造天线辐射方向图的技术。波束赋形技术是将信号以一种能量集中和定向方式发送给无线终端的技术,能全面改善无线终端接收的信号质量,并提升吞吐量。在Wi-Fi标准中,从Wi-Fi 4(802.11n)开始引入该技术。
Wi-Fi为什么要用波束赋形?Wi-Fi标准一直致力于提升无线的传输速率,尤其是从Wi-Fi 4(802.11n)开始引入了MIMO和波束赋形技术,让传输速率提升到了数百兆,提升了1个量级。
让我们看下面的两个图。有两个天线系统,让我们假设两个天线发射的总能量完全相同。
在Case 1中,天线系统在所有方向上辐射的能量几乎相同。天线周围的三个UE将接收几乎相同数量的能量,但是浪费了大部分未定向到那些UE的能量。在Case2中,辐射方向图(“光束”)的信号强度被特别地“形成”,使得指向UE的辐射能量比不指向UE的其他部分更猛烈。
如图所示,Case 1是一个在所有方向辐射近似相等的能量的天线系统,天线周围的3个UE接收到近似相等的能量,但是在没有UE的方向上辐射的能量都会被浪费掉。在Case 2中,“波束”是特别“形成”的,即在UE方向上辐射的能量要比没有UE的方向上辐射的能量强得多。
MIMO技术通过多天线传输,带来传输速率的成倍增长。但在实际应用中STA(无线终端)往往只有1到2个天线,这使得STA无线终端发送和接收信号的收益有所差异。STA无线终端向AP发送信号时,AP可以利用自己的多天线系统增强接收增益,获得更好的信号强度;AP向STA无线终端发送信号时,如果仅使用对应数量的天线发送信号,则无法利用多天线带来的增益。为了解决这一问题,通过引入波束赋形技术,可以增强STA接收到的信号强度,从而使AP和STA可以协商出更高的传输速率。
为了充分利用AP的多天线资源,Wi-Fi 5(802.11ac)又引入了MU-MIMO技术,使AP可以同时向多个STA发送信号,有效提升了无线的传输效率。MU-MIMO也需要波束赋形技术,波束赋形使AP的多天线信号叠加后,让各STA仅收到自己的信号,消除其他STA无线终端信号,避免干扰。Wi-Fi 6(802.11ax)在Wi-Fi 5的技术上进一步增加了MU-MIMO的多用户数量,这些都离不开波束赋形技术的使用。
波束赋形也可以看作是一个空间的高级过滤器,把天线辐射的能量集中起来。这一特殊功能形成特定的波束并通过波束进行数据传输。光束的形状和方向取决于使用哪种功能。这种特殊功能通常称为波束赋形或空间滤镜。应用相同的映射功能或空间滤镜意味着它会形成相同的光束(即,相同的方向,相同的形状,相同的光束功率)。如下图所示:
波束赋形的方法
形成波束的最简单方法是将多个天线排列成阵列。对齐这些天线天线元件的方法有很多,但是最简单的方法之一就是沿一条线对齐天线,如以下图所示。您应该在这里看到的直观想法是,在阵列中放置更多天线元件时,您将获得更清晰的波束。
注意:此示例图是由Matlab PhaseArrayAntenna创建
将元素排列在数组中的另一种方法是将元素排列在二维正方形中,如下图。您应该在这里看到的直观想法是,在阵列中放置更多天线元件时,您将获得更清晰的波束。
现在让我们考虑另一种二维数组,其中数组的形状不是正方形,如下所示。您可以得到的直觉是,光束沿更多元素的轴压缩得更多。
波束赋形系統
使用多天线即形成一个窄天线波束。相干驱动天线(在天线元件之间会有适当的相位时延)可以形成信号波束。相控阵天线能够使用波束赋形网络 (BFN) 中出现的时延,产生沿特定方向传播的均匀波前。均匀波前可以使一组低方向性的天线在发射或接收应用中表现得像高方向性天线一样。信道之间的相位时延决定了天线方向图,如图1所示。时延则改善了接收机的信噪比并降低了该区域的整体干扰。
相控阵天线通过调整相干天线之间的相位来形成波束
在传统的波束赋形应用中,通过对每条信号路径进行复数加权 (幅度和/或相位) 来 "控制" 天线阵,以便在无线链路上获得最佳信噪比 (SNR),之后,同时从每个天线阵元传输相同的信号或数据符号。在针对空间分集或者空间复用进行优化的波束赋形器中,每个天线阵元同时传输两个数据符号的加权组合。波束赋形技术要求发射机端了解信道特性,在此情形下,可能需要在接收机处对信道进行测量,并将信息发送回发射机。发射机端的信道信息可以是完整的,也可以是不完整的。完整的信道信息意味着发射机知道信道矩阵[H]。不完整信息可能是指瞬时信道的一些参数,例如信道矩阵的条件数或者与发射和/或接收相关特征关联的统计属性。条件数是最大奇异值与最小奇异值之比。条件数提供对矩阵求逆的精度指示,而这一精度决定了MIMO复用技术的适用程度。条件数接近1 (0dB) 表示良态矩阵,而大于6dB的值表示定义不清的信道矩阵。信号分析仪 (例如KEYSIGHT 89600系列矢量信号分析仪) 可以直接测量MIMO条件数。
一种利用发射机端信道信息的预编码框架如图4所示。将待发射符号s0、s1、s2 和 s3 ... 乘以一个加权函数,这个加权函数可以理解为 "波束赋形器"。在应用预编码加权后,作为空间复用,同时从两个发射天线发射两个独立的数据流。如图14所示,在第一个符号时间内,从上部天线发射的数据x0是前两个数据符号s0和s1的线性组合。在同一时间内,下部天线发射表示这两个符号不同组合的数据 x1,从而有效地使数据速率加倍。这里,发射数据与输入符号的关系由下式表示。
将2x2预编码矩阵表示为[W],然后用矩阵形式将发射的信号关联
对于这种预编码方案,传输速率的增加数量也与发射 — 接收天线对数成正比,这一点与上文讨论的空间复用相同,但是这种方案在发射机端增加了灵活性,可以优化无线信道的信号传输,这种附加灵活性也可以提高系统的性能。
图. 波束赋形发射编码器
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型号- U8480,B2911B,N9321C-TG4,CXG X 系列,N8926A,34460A,N7040A,N5742A,N5766A,N9918B,N9918A,N6735B,N6977A,DSOX6MSO,V8486A,N6953A,N8480,85093D,3012G,N5743A,6800C 系列,3024G,L2050 X 系列,N1914B,N5767A,3000G,N1914A,P9240AUTC,B2900BL,N6976A,N6746B,N443XD,N6734B,N6952A,E5061B ENA 系列,N8948A,34470A,N7042A,N1913B,N1913A,N5744A,N1298B,E5061B ENA,N5768A,N1298C,N3300A,3000G 系列,N1298A,N9916B,N9916A,N8924A,N9928A,D2000AUTB,34939A,N6701C,N8949A,N8925A,N8937A,N7041A,3034G,N1912A,N9000B,N5745A,3022G,N5769A,N2819A,B2901BL,S404A,E36100B 系列,N6700C,N9917B,N9917A,N6736B,N6954A,CXA X,D6000PWRB,8491A,E36150,P9240AERC,N9320B,33509B,N7020A,N1911A,N5746A,N3302A,N2818A,EXR208A,34925A,34937A,82357B,P9240BDLC,U2802A,D6000AUTB,N5181B,8480D 系列,N2142A,N9321C,AC68GPBU,B2902B,3032G,4024A,N5747A,N3303A,U9424B SP4T,S204A,E36150A,8490G,ENA,U9422C SPDT,N6702C,B2901B,N6705C,U2060 X,D2000BDLB,N8928A,33519B,EL30000,N3304A,N5748A,D4000USBB,33600A 系列,34947A,34959A,6000 X 系列,N2804A,B2900B,N8929A,B2912B,N5171B,N2140A,3054G,N3305A,U8903B,N5749A,4022A,EXR 系列,34934A,4034A,34946A,8480D,EXR054A,EPM,U2702A,DSOX-6WAVEGEN2,N9324C,N3306A,6000 X,U2300,34921A,N5700,D2000GENB,D4000GENB,34945A,34933A,3458A,RP7935A,E36155A,U2701A,BV9210B,DSOX1202G,RP7945A,RP7933A,B2962B,1146B,DSOX1202A,N8900 系列,U9428C SP8T,N3307A,S604A,D6000BDLB,RP7900 系列,W8486A,N6900,1147B,RP7946A,E36154A,3104G,N7026A,U9424C SP4T,N9324C-TG7,BV9001B,33600A,33612A,J7204,B2961B,RP7932A,U2600 系列,1131B,PP0002A,N9322C,N9310A,D6000AERB,PP0001A,MXG X,34931A,2002A,53200,2014A,AC6906L,AC6918L,DSOX2PLUS,U2723A,33611A,B2960B,DSOX1204G,RP7943A,RP7931A,2004A,1132B,DSOX1204A,U9422A SPDT,N9323C,U2050 X 系列,J7205A,X 系列,34942A,E5063A ENA,N5700 系列,U3606B,53210A,AC68ALGU,2000 X,CXA X 系列,U2722A,3102G,8509XD,33622A,PP0004A,AC6900,34941A,N8760A,U9422C,2012A,U9422B,2024A,U9422A,N27992A,E36232A,AC6906H,AC6918H,33512B,33500B,33621A,N6700,1130B,PP0003A,N6705,N8761A,B2900BL 系列,P9243A1,N2821A,DSOX-PERFMSO,E36231A,N9320B-TG3,DSOX 系列,2000 X 系列,4000 X,33511B,N5166B,EDU36311A,N3300,4104A,E36234A,2022A,N7900,D3000USBB,DSOX-2WAVEGEN,N2820A,U3810,U2600,33510B,U2020 X 系列,N443XD 系列,3014G,33522B,BV9200B,EDU34450A,3498A,E36200 系列,34950A,U9428A SP8T,E36233A,CXG X,EXG,N8480 系列,L2060 X 系列,AC6903L,N2843A,RP7936A,E36100B,AC6903H,EXR,B2900B 系列,D4000PWRB,33521B,N9962A,RP7962A,EPM 系列,3000G X,1000 X 系列,P9377B,AC6804B,EXG X 系列,E4982A,DAQM905A,DAQM909A4,N9950B,N9950A,N8740A,D3000GENB,E36200A,E36103B,N6791A,E 系列,N2842A,AC6912L,B2980B 系列,AC6912H,N9951A,33520B,RP7973A,RP7961A,N2841A,N7007A,53131A,P9243A,P937XA,P937XB,E4981A,U2741A,N9323C-TG7,N9951B,34972A,E36102B,N6790A,EDU33210A 系列,E36320A,N8741A,AC6802B,RP7972A,4000 X 系列,U2000 系列,U9424A,P9240AWGA,P924XA,S254A,E3600 系列,DAQM903A,N9960A,53200 系列,E36311A,N8762A,6000X,E36105B,U7104N,N6781A,U9424C,U2000,U9424B,N2876A,U7104F,E3641A,U2060 X 系列,U7104E,EXR254A,U9428B SP8T,RP7983A,N3300 系列,N7550 系列,AC6803B,DAQM904A,N8900,U2751A,84904L,34970A,N9961A,E36104B,CXG,E36150 系列,N6792A,P 系列,E3640A,DSOXBODE,AC6800B,N2874A,EDU33211A,RP7942A,6002A,BN9963B,E3600,S054A,1000 X,U7106N,E36313A,DAQM900A,L2060 X,U9422B SPDT,DSOX,U7106F,U7106E,N8756A,DSOX2MSO,J7204B,N8732A,E36150A 系列,N8950A,U3851A,EXR058A,RP7941A,AC6801B,10070D,P9384B,D4000AUTB,N2752A,EDU33210A,RP7953A,BN9962B,DAQM902A,U2761A,34980A,E36300A,E36312A,N6782A,DAQM901A,U2020 X,E36106B,53220A,N8757A,AC6900 系列,N8733A,D3000PWRB,N8951A,N9952B,RP7952A,N9952A,U7108B,U7108A,P9242A,P9375B,U7108C,P9240GENC,N2751A,P9375A,U9428C,E4980A,U9428B,6004A,33500B 系列,U9428A,N7971A,ENA 系列,D4000AERB,53132A,EXG X,N6785A,B2980B,N6773A,N6761A,N8754A,N8742A,RP7963A,N9953B,RP7951A,EDU33210 系列,N7970A,EDU33212A,P9241A,P938XB,N2750A,N2871A,53230A,N8700,U3810 系列,U9424A SP4T,DSOXT3MSO,S804A,L2050 X,J7201C,J7201B,N6784A,N8755A,J7201A,N8731A,N2870A,8495D,N2797A,N9934B,N2894A,N5770A,8495B,34420A,N70412A,N7973A,E3647A,6000X 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Keysight(是德科技)测试仪器分销产品选型指南(英文)
目录- BenchVue Control and Analysis Software RF Bench and Handheld Instruments Handheld Spectrum Analyzers FieldFox Handheld Analyzers Spectrum Analyzers, Signal Analyzer Audio Analyzer and Signal Generator Power Sensors and Power Meters RF and Microwave Test Accessories Vector Network Analyzers and ECal Modules Essential Bench Oscilloscopes, Applications, and Probes Digital Multimeters Function/Arbitrary Waveform Generators Data Acquisition/Switch Units USB Products and Connectivity Frequency Counters/Timers Power Supplies Bench Power Supplies System Power Supplies Precision Power Supplies System Power Supplies(continued) DC Power Analyzer, SMUs, and DC Electronic Loads AC Power Sources LCR Meters Handheld Instruments
型号- U8480,B2911A,U1272A,N8926A,34460A,N7040A,U8000,N9340B,53140,N5742A,N5766A,34905A,N9918A,N6735B,N8480,N5743A,N5767A,N1914A,3024T,3012T,U1273A,34904A,N6746B,N6734B,U3800,U1282A,N8948A,34470A,N7042A,N1913A,N5744A,N5768A,34903A,N8924A,N9916A,N9928A,34939A,N6701C,N8949A,U1271A,N8925A,N8937A,N7041A,N1912A,N9000B,N5745A,N5769A,N2819A,3022T,3034T,N6700C,34902A,N9917A,34938A,N6736B,U1600,8491A,DSOX1102G,DSOX1102A,N9320B,P-SERIES,33509B,N7020A,N1911A,N9344C,N5746A,N3302A,N2818A,34901A,34937A,U1701B,82357B,U1273AX,U2802A,N5181B,N2142A,U1281A,B2902A,4024A,N5747A,N3303A,8490G,N2805A,3032T,N6702C,U1700,N6705C,N8928A,N9342C,33519B,B2901A,N3304A,N5748A,34947A,N2804A,N8929A,N5171B,N9343C,N2140A,X-SERIES,B2912A,N3305A,U8903B,N5749A,4022A,34934A,4034A,34946A,8480D,3054T,U2702A,N3306A,U1733C,U1210,U2300,N5700,34945A,3458A,TU1453A,U2701A,B2962A,1146B,N3307A,1147B,N7026A,33600A,33612A,B2961A,N9322C,N9310A,U1731C,2002A,53200,2014A,3104T,U1610A,U2723A,33611A,2004A,U1732C,J7205A,34942A,U3606B,53210A,J7205B,U2722A,N1810UL,33622A,3102T,34941A,N8760A,2012A,2024A,U2500,U1620A,33512B,33500B,33621A,N1810TL,3004A,N6700,N6705,N8761A,N2821A,33511B,N3300,4104A,2022A,N2820A,U2600,33510B,33522B,3014T,N2843A,E36100B,33521B,N9962A,87106D,AC6804B,E4982A,DAQM905A,34950A-34959A,N6750,N9950A,N8740A,E36103B,U2020,EDUX1002A,N9951A,33520B,N7007A,83050A,N2962A,53131A,P9243A,E4981A,U2741A,34972A,E36102B,J7211B,J7211A,J7211C,E36320A,N8741A,AC6802B,DAQM903A,U1270,N9960A,E36311A,N8762A,E36105B,N6781A,U2000,E3641A,EDUX1002G,N2863B,AC6803B,DAQM904A,N8900,U1280,84904L,U2751A,34970A,N9961A,B2900,E36104B,E3640A,AC6800B,N2862B,6002A,E3600,E-SERIES,E36313A,DAQM900A,U1250,U5850,N8756A,N8732A,N8950A,AC6801B,10070D,DAQM902A,U2761A,34980A,E36300A,E36312A,N6782A,DAQM901A,E36106B,53220A,N8757A,87222D,N8733A,N8951A,87222E,N9952A,87104D,P9242A,E4980A,6004A,53132A,N6785A,N6773A,U1452A,B2980A,N6761A,N8754A,N8742A,P9241A,N2871A,53230A,N8700,N4985A-S50,U1240,N6784A,E4981A-001,E4981A-002,N8755A,U1453A,N8731A,N2870A,8495D,N2797A,87405B,N2894A,N5770A,8495B,87405C,34420A,E3647A,10833F,34921A-25A,10833G,10833A,10833B,4154A,10833C,10833D,N6775A,U1450A,N8736A,N6763A,U1232A,N8954A,N6751A,N8930A,N7550,N9923A,N2796A,N9935A,N2893A,N5771A,E36100,E3646A,6811C,N4985A-S30,4032A,N8737A,N6786A,N6774A,N8943A,N6762A,E5063A,10834A,N8955A,U1451A,8494G,N8931A,E3634A,U1233A,3052T,N2783B,P9371A,N2795A,N5772A,6813C,E3649A,6800C,6812C,N6753A,N8758A,U1460A,N6741B,U1242C,N8734A,U1242B,N8952A,N6777A,N8940A,N6765A,P9370A,N2891A,N2782B,EPM SERIES,53181A,N5761A,34931A-33A,34465A,E3648A,4054A,N8759A,N6764A,U1231A,U1461A,N6752A,E9320,83020A,N8735A,N8941A,N6776A,N2793A,DAQ970A,N2890A,L2060,N2781B,U1240C,N9914A,82350C,N5750A,N5762A,U2063,E5810B,N8934A,N6743B,N9926A,P1912A,N8946A,N6731B,N9938A,U1252B,E3643A,E3631A,N6755A,14585A,N2792A,N2780B,U1241C,N5763A,E4980AL,N5751A,E36300,E9300,N8923A,N9915A,N8935A,N6742B,N9927A,E3630A,U1241B,4052A,U1253B,E3642A,N6766A,34908A,N6754A,N2791A,N9912A,N8738A,N9936A,U1190,U2040,N5752A,N5764A,34450A,DAQM907A,N8932A,N8944A,34907A,N8920A,E3645A,N6745B,E3633A,N6733B,L2050,N2790A,U1251B,N8739A,N9913A,N9925A,N5741A,DAQM908A,N5765A,34461A,U2053,N8945A,N6732B,N9937A,N8957A,N8921A,E3632A,E3620A,N6756A,E3644A,N6744B
矢量网络分析仪 TECHNICAL OVERVIEW
型号- PNA,N5241B,N5225B,P502XB 系列,N5249B,872XE,8714B,N9950A,8714C,N338XA,E5080B,E5080A,M937XA,N9918B,4194A,PXI VNA,85541B,N9951A,N1930XB,S97011B,N5242B,N5230A,8753E,P93XXB,N5230C,3577B,P937XA,8753C,P937XB,8753D,8753A,N524X,8753B,N522XA,8713C,N522XB,8713B,872XC,8510X,872XD,872XA,4395A,872XB,P502XB,P502XA,E5063A,8714ET,8714ES,PNA-L 系列,PNA 系列,N5231B,8530A,N5295AX,N5239B,N5227B,85309B,E835XA,E5070B,E5070A,N9916B,3577A,4192A,S94050B,N991XB,S96011B,N991XA,N5232B,P93XX,E836XC,N5244B,E836XB,N522X,S94051B,N9917B,PXI VNA 系列,N5221B,PNA-X,N9914B,PNA-L,N5245B,FIELDFOX 系列,8719E,8719C,8719D,E836XA,8719A,8719B,E5072A,N992XA,872XET,872XES,8712ET,N5290A,8712ES,N9915B,P500XB,P502XA 系列,N5234B,P500XA,P50XX,N5222B,N5253EX,N524XA,N524XB,M981XAS,N526BA,E5071C,E5071B,E5071A,ENA,85320B,85320A,8360B,N9952A,N5291A,N5251A,8753,N5247B,8510A,8752B,N5235B,8752C,8510C,N99XXA,S95011B,N1501A,8510B,8752A,N99XXB,8712B,8712C,N5293AX,S93011B,ENA 系列,8753 系列,E5062A,N5292A,8753ET,8753ES,N5252A,N5264B,N9913B,P938XB,8751A,N5224B,8711C,8711A,N523XA,8711B,N523XB,PNA-X 系列,M980XA,FIELDFOX,P50XXA,P50XXB,E5061B,8719ES,E5061A,8719ET,4195A
Keysight(是德科技)频谱分析仪和信号分析仪选型指南
目录- Spectrum Analyzer and Signal Analyzer Product Introduction Benchtop spectrum and signal analyzers Modular Signal Analyzer Handheld Signal Analyzer Applications and Measurement Software
型号- M9393A,8560E,M9391A,N934XC,8562E,N934XB,8562EC,8561EC,8560EC,N9936A,N9914A,N9342C,859XB,N9320B,8565EC,859XC,8564EC,N9340B,8563EC,859XA,N9322C,N9344C,N991XA-233,N9040B,U2020,N993XA,N9938A,N9916A,HP8568,N9918A,HP8566,8561E,8563E,N9935A,N9913A,8565E,N9343C,X-SERIES,N9030A,N9020A,N9010A,N9000A,N9937A,N9915A,89600,N9917A,M9290A
开放实验室新增Keysight(是德科技)信号分析仪免费试用服务,支持EMI预兼容等多种测试
日前,开放实验室面向所有企业用户,新推出了Keysight(是德科技)N9000B信号分析仪免费试用服务。Keysight(是德科技)N9000B信号分析仪具有丰富的频谱/功率测量功能和信号分析能力,频率范围为9K~26.5GHZ,RBW低至1HZ。
公司动态 发布时间 : 2021-03-22
电子商城
现货市场
服务
支持 3Hz ~ 26.5GHz射频信号中心频率测试;9kHz ~ 3GHz频率范围内Wi-SUN、lora、zigbee、ble和Sub-G 灵敏度测量与测试,天线阻抗测量与匹配电路调试服务。支持到场/视频直播测试,资深专家全程指导。
实验室地址: 深圳/苏州 提交需求>
提供是德(Keysight),罗德(R&S)测试测量仪器租赁服务,包括网络分析仪、无线通讯综测仪、信号发生器、频谱分析仪、信号分析仪、电源等仪器租赁服务;租赁费用按月计算,租赁价格按仪器配置而定。
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