相控阵的角分辨力和精度

云脑智库 2022-10-03 00:00

本文摘自临菲信息技术港知乎号,答知乎问,题目有精简。

角分辨力取决于阵列设计,在beamforming时,也与算法有关,不过,在此只谈谈基本问题,不说算法的事。

角分辨力的含义是:比如,如果有两个信号,一个在50度,另一个在52度,(都以某个方向为参考),如果有一阵列,主波束对准50度方向接收信号,但同时52度的信号也进来了,就说明它的角分辨力不够,接收时没法“区分开”这两个相差2度的信号;但如果52度的信号进不来,就说明这个阵的角分辨力至少可以小到2度。——角分辨力越高,越能分辨两个在方向上靠得很近的信号。

上面说的其它信号“进不来”,是需要有量来说话的,通常有-3dB,-10dB等,比期望信号低这么多,就说信号“进不来”。

发的时候,角分辨力的意思也是一样的,如果主波束对准50度方向的用户发信号,结果52度方向的用户受到了干扰,就说明角分辨力不够。同上,有没有受到干扰,也需要用量来衡量。

上面是角分辨力的基本含义,不一定很准确。下面结合我们几张ppt说一下。

理论上,角分辨力由阵列主波束宽带决定,用3dB波束宽度,或者10dB波束宽带。上图解释了3dB宽带,也就是半功率宽度、0.707幅度宽度。

上面的仿真图,给出了均匀线阵的主波束3dB宽度的近似计算公式,显然,与阵元数目和阵元间距有关。另外,a图的波束宽带约为12.7度,它能分辨两个方向差大于12.7度的信号,但如果两个信号的方向差小于12.7度,比如只有5度,这个主波束就把两个信号都“罩住了”,区别不开他们。b、c、d图的3dB波束宽度分别约为6.3度、3度、1.6度(特别强调是近似值哈)。上面4个阵的阵元间距都是半个波长,阵元数分别是8、16、32、64.

下面说一下“准确度”。

角分辨力是衡量能不能在角度上分开两个信号。而准确度是衡量主波束最大增益方向(可以看成是波束的“顶点”)是不是“对准”了期望方向。

上面的仿真,期望主波束对准0度方向(期望用户方向),红色波束的方向是准确的,而绿色的偏差了,没有对准0度方向。下面是极坐标形式,绿色有偏差,红色是对准的。

“准确”是衡量有没有“对准”,偏差了多少。

再说一下“精度”。

“精度”一般是指能精确到什么程度。比如,能到达1度、0.5度、0.05度等。不同应用对精度有不同要求。软硬件实现时,数字的位数(字的长度)对精度有很大影响。

“准确度”与“精度”的关系

显然,精度不够,也将导致偏差,即导致准确度下降。但二者的概念不等同。

云脑智库 努力是一种生活态度,与年龄无关!专注搬运、分享、发表雷达、卫通、通信、化合物半导体等技术应用、行业调研、前沿技术探索!专注相控阵、太赫兹、微波光子、光学等前沿技术学习、分享
评论 (0)
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦