Unter Digital Beamform Radar versteht man ein Radarsystem, das mithilfe digitaler Signalverarbeitungstechniken die Richtung und Eigenschaften von Radarstrahlen steuert. Beim digitalen Strahlformradar werden von einem Antennenarray empfangene Signale digitalisiert und digital verarbeitet, um die Phase und Amplitude jedes Elements im Array anzupassen. Dies ermöglicht eine präzise Strahllenkung, adaptive Strahlformung und Interferenzminderung. Digitale Beamforming-Radarsysteme sind in der Lage, Strahlmuster in Echtzeit dynamisch anzupassen und so die Radarleistung für Anwendungen wie Wetterüberwachung, Flugsicherung, Verteidigung und Fernerkundung zu optimieren.
Unter digitaler Strahlformung im Radar versteht man die Technik zur Anpassung der Phase und Amplitude von Signalen, die von einem Antennenarray empfangen oder gesendet werden, mithilfe digitaler Signalverarbeitung (DSP). Im Gegensatz zum analogen Beamforming, bei dem analoge Komponenten zur Manipulation von Signalen im Hochfrequenzbereich (RF) verwendet werden, werden beim digitalen Beamforming Signale nach der Digitalisierung verarbeitet. Dieser Ansatz bietet eine größere Flexibilität und Präzision bei der Radarstrahlsteuerung und ermöglicht eine adaptive Strahllenkung, eine präzise Zielverfolgung und eine verbesserte Auflösung. Digitale Beamforming-Radarsysteme können die Strahleigenschaften basierend auf Umgebungsbedingungen, Zieleigenschaften und Betriebsanforderungen dynamisch anpassen.
Das Prinzip der digitalen Strahlformung umfasst die Verwendung digitaler Signalverarbeitungsalgorithmen zur Manipulation der Phase und Amplitude von Signalen in einem Antennenarray. Von mehreren Antennenelementen empfangene Signale werden digitalisiert, verarbeitet und kombiniert, um einen zusammengesetzten Strahl mit gewünschten Eigenschaften wie Richtung, Form und Polarisation zu bilden. Die digitale Strahlformung basiert auf hochentwickelten DSP-Techniken, um den Signalempfang oder die Signalübertragung zu optimieren, Interferenzen zu minimieren und die Radarleistung zu verbessern. Durch die digitale Anpassung von Strahlparametern wie Strahlbreite und Lenkwinkel maximiert die digitale Strahlformung die Radarempfindlichkeit und -auflösung und verbessert so die Erkennungs- und Verfolgungsfähigkeiten.
Zu den Vorteilen der digitalen Strahlformung gehören eine verbesserte Radarleistung, eine verbesserte Zielerkennungs- und Verfolgungsgenauigkeit sowie eine erhöhte Flexibilität bei der Anpassung an wechselnde Betriebsbedingungen. Durch die digitale Strahlformung können Radarsysteme Strahlen dynamisch auf bestimmte Ziele oder interessierende Regionen richten und so den Signalempfang und die Übertragungseffizienz optimieren. Diese Fähigkeit verbessert die Radarempfindlichkeit, Auflösung und Abdeckung, ermöglicht die Erkennung kleinerer Ziele, reduziert Fehlalarme und verbessert das allgemeine Situationsbewusstsein. Darüber hinaus erleichtert die digitale Strahlformung den adaptiven Radarbetrieb in komplexen Umgebungen wie städtischen Gebieten oder Meeresgebieten, in denen Interferenzen und Störungen vorherrschen.
Unter digitaler Strahlformung in 5G versteht man die Anwendung digitaler Signalverarbeitungstechniken in Antennenarrays, die in drahtlosen Netzwerken der fünften Generation (5G) verwendet werden. Bei 5G spielt die digitale Strahlformung eine entscheidende Rolle bei der Optimierung der Übertragung und des Empfangs von Hochfrequenzsignalen (RF), insbesondere bei Millimeterwellenfrequenzen, wo Antennenarrays dicht gepackt sind. Durch die digitale Anpassung der Phase und Amplitude von Signalen in Echtzeit ermöglicht die digitale Strahlformung adaptive Strahllenkung, Strahlformung und MIMO-Konfigurationen (Multiple Output Multiple). Diese Technologie verbessert die spektrale Effizienz, erhöht die Netzwerkkapazität, verbessert die Abdeckung und reduziert die Latenz in 5G-Netzwerken und unterstützt Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung und nahtlose Konnektivität für mobile Geräte und IoT-Anwendungen.