Beamforming is een signaalverwerkingstechniek die op verschillende gebieden wordt gebruikt, waaronder telecommunicatie, radar, sonar en akoestische beeldvorming. In de kern omvat beamforming het combineren of verwerken van signalen van meerdere bronnen of antenne-elementen om een gerichte stralings- of ontvangstbundel te creëren. Deze directionele focus verbetert de efficiëntie van signaaloverdracht of -ontvangst naar een specifiek doel of richting, terwijl interferentie uit andere richtingen wordt geminimaliseerd. Beamforming-technieken kunnen worden geïmplementeerd met behulp van analoge of digitale methoden, afhankelijk van de toepassingsvereisten en de gebruikte technologie.
Beamforming, ook wel ruimtelijke filtering genoemd, verwijst naar het proces waarbij de fase en amplitude van signalen van meerdere bronnen of antenne-elementen worden aangepast om een gewenst gericht stralingspatroon te bereiken. Bij antenne-arrays omvat bundelvorming bijvoorbeeld het regelen van de relatieve fase en amplitude van signalen over de array om de hoofdbundel naar een bepaalde richting of doel te richten. Deze mogelijkheid maakt dynamische aanpassing van de straalrichting mogelijk zonder de gehele antenne-array fysiek te verplaatsen, wat flexibiliteit en aanpasbaarheid biedt in verschillende communicatie-, radar- en sensorsystemen.
Het primaire doel van beamforming is het verbeteren van de prestaties van communicatiesystemen, radarsystemen en andere sensortoepassingen door signaalenergie in een specifieke richting of op een gewenst doel te focussen. Door het stralingspatroon van signalen te richten of vorm te geven, verbetert beamforming de signaalsterkte, ontvangstkwaliteit en transmissie-efficiëntie. Dit directionele vermogen helpt bij het bereiken van langere communicatiebereiken, betere doeldetectie en tracking in radarsystemen, en verbeterde ruimtelijke resolutie bij medische en akoestische echografietoepassingen. Uiteindelijk heeft beamforming tot doel het gebruik van het beschikbare signaalvermogen te optimaliseren en de algehele efficiëntie van signaaloverdracht- en ontvangstprocessen te verbeteren.
De beamform wordt uitgebreid gebruikt op verschillende gebieden, waaronder draadloze communicatie, radarsystemen, sonarsystemen, medische beeldvorming en akoestische toepassingen. In de telecommunicatie wordt beamforming in draadloze netwerken gebruikt om de signaaldekking te verbeteren, interferentie te verminderen en de gegevensdoorvoer te verbeteren door signaalbundels naar specifieke gebruikers of gebieden te richten. In radar- en sonarsystemen zorgt beamforming voor nauwkeurige detectie, tracking en lokalisatie van doelen door de radar- of sonarbundel in specifieke interessante richtingen te richten. Bij medische beeldvorming, zoals echografie en MRI, verbetert beamforming de beeldresolutie en diagnostische nauwkeurigheid door ultrasone pulsen of magnetische velden te focussen op specifieke anatomische gebieden of structuren van belang, wat helpt bij medische diagnose en behandelingsplanning. Over het geheel genomen speelt beamforming-technologie een cruciale rol bij het bevorderen van verschillende technologische mogelijkheden door efficiënte en gerichte signaalverwerking en -transmissie in verschillende toepassingen mogelijk te maken.