Strahlformung beim Sonar bezieht sich auf eine Signalverarbeitungstechnik, die zur Verbesserung der Richtwirkung von akustischen Signalen verwendet wird, die von Unterwassersensoren gesendet und empfangen werden. Dabei werden Signale mehrerer Wandler oder Array-Elemente so kombiniert, dass die akustische Energie in eine bestimmte Richtung fokussiert wird. Durch Anpassen der Phase und Amplitude der Signale von jedem Array-Element kann Beamforming einen gerichteten Schallwellenstrahl erzeugen, der die Empfindlichkeit in eine gewünschte Richtung maximiert und so die Erkennung und Lokalisierung von Objekten oder Merkmalen von U-Booten verbessert.
Das Prinzip der Strahlformung basiert auf dem Konzept der konstruktiven und destruktiven Welleninterferenz. Bei Sonaranwendungen senden mehrere Wandler oder Elemente in einem Array gleichzeitig akustische Signale aus. Durch die Steuerung des Timings und der Amplitude dieser Signale ermöglicht Beamforming eine konstruktive Interferenz in der gewünschten Erkennungsrichtung und verbessert so die Signalstärke und -klarheit. Umgekehrt erfahren Signale in unerwünschte Richtungen destruktive Interferenzen, wodurch Hintergrundgeräusche reduziert und das Signal-Rausch-Verhältnis der empfangenen akustischen Daten verbessert werden.
Im Ultraschall ist eine Strahlkomponente eine Schlüsselkomponente, die die von den Wandlerelementen empfangenen Signale verarbeitet, um einen fokussierten Ultraschallstrahl zu erzeugen. Ähnlich wie beim Sonar umfasst die Ultraschallstrahlformung die Anpassung der Phase und Amplitude der Signale von jedem Wandlerelement, um den Ultraschallstrahl für medizinische Bildgebungszwecke in eine bestimmte Richtung innerhalb des Körpers zu lenken und zu fokussieren. Mit dieser Technik können Ultraschallsysteme detaillierte Bilder von inneren Strukturen, Organen und Geweben mit verbesserter Auflösung und diagnostischer Genauigkeit erzeugen.
Unter Beamforming im Schallbereich versteht man die Methode, Schallwellen mithilfe von Arrays aus Mikrofonen oder Lautsprechern zu formen und zu lenken. Durch die Anpassung des Timings und der Amplitude der Signale von jedem Array-Element kann die Schallstrahlformung gerichtete Schallstrahlen erzeugen oder die Schallenergie auf bestimmte Orte fokussieren. Diese Technologie wird in Anwendungen wie Audiokonferenzen, akustischen Bildgebungs- und Richtaudiosystemen eingesetzt, bei denen eine präzise Steuerung der festen Direktionalität und räumlichen Verteilung für optimale Leistung und Benutzererfahrung unerlässlich ist.