Analoge Strahlformung und digitale Strahlformung sind Techniken, die in Antennensystemen verwendet werden, um Hochfrequenzsignale zu formen und in bestimmte Richtungen zu lenken und so die Kommunikations- oder Erfassungsleistung zu verbessern. Der Hauptunterschied besteht darin, wie sie Signale verarbeiten:
Analoge Strahlformung passt die Phase und Amplitude von Signalen mithilfe analoger Komponenten wie Phasenverschiebungen und Dämpfungsgliedern an. Es arbeitet im Hochfrequenzbereich (RF) und verändert die Eigenschaften des Signals direkt vor dem Senden oder Empfangen. Analoges Beamforming ist einfacher und energieeffizienter als digitales Beamforming, bietet jedoch weniger Flexibilität bei der dynamischen Anpassung der Strahleigenschaften.
Hybrides Beamforming kombiniert Elemente analoger und digitaler Beamforming-Techniken. Typischerweise werden analoge Komponenten zur groben Strahlformung (z. B. Fernstrahllenkung) und digitale Verarbeitung zur Feinabstimmung der Strahleigenschaften verwendet. Dieser Ansatz gleicht die Effizienz der analogen Strahlformung mit der Flexibilität und Präzision der digitalen Strahlformung aus und eignet sich daher für moderne drahtlose Kommunikationssysteme, insbesondere bei Millimeterwellenfrequenzen, wo Netzwerkantennen dicht und komplex sind.
Die analoge Strahlformung basiert auf Phasenverschiebungen, um die Phase von Signalen in Antennenarrays anzupassen und den Strahl effektiv in die gewünschten Richtungen zu lenken. Es arbeitet im HF-Bereich und manipuliert Signale vor der Umwandlung in digitale Form. Analoges Beamforming ist einfach und energieeffizient, es fehlen jedoch die adaptiven Fähigkeiten und die feinkörnige Steuerung, die digitales Beamforming bietet. Es eignet sich für Anwendungen, bei denen feste Strahlmuster und Einfachheit Vorrang vor dynamischen Strahlanpassungen haben.
Zu den Nachteilen der analogen Strahlformung gehört die eingeschränkte Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Umgebungsbedingungen und -anforderungen. Im Gegensatz zum digitalen Beamforming, das die Strahleigenschaften dynamisch anpassen und die Leistung in Echtzeit optimieren kann, erfordert das analoge Beamforming typischerweise manuelle Anpassungen oder vordefinierte Konfigurationen. Diese Einschränkung kann die Wirksamkeit in Szenarien einschränken, in denen sich die Signalbedingungen oder Strahlanforderungen häufig schnell ändern, beispielsweise in Mobilkommunikations- oder Radarsystemen. Darüber hinaus kann die analoge Strahlformung im Vergleich zu digitalen Methoden unter einer geringeren Strahlformungsgenauigkeit leiden, insbesondere in komplexen Umgebungen mit Interferenzen oder Mehrwegeausbreitungseffekten.