Bewegliche Antenne-Array-verstärkte Strahlformung: Volle Array-Verstärkung mit Nullrichtung

Conceptos Básicos

Durch die gemeinsame Optimierung der Antennenposition und der Antennengewichte kann ein lineares Bewegliche-Antenne-Array die volle Array-Verstärkung über der gewünschten Richtung erreichen, während gleichzeitig die Nullrichtung über allen unerwünschten Richtungen realisiert wird, unter bestimmten Anzahlen von beweglichen Antennen und Nullrichtungen.

Resumen

Der Artikel untersucht die verstärkte Strahlformung von Bewegliche-Antenne-Arrays, indem die Antennenpositions-Vektoren (APV) und Antennengewichts-Vektoren (AWV) gemeinsam optimiert werden. Es wird analytisch gezeigt, dass die volle Array-Verstärkung über der gewünschten Signalrichtung erreicht werden kann, während gleichzeitig die Nullrichtung über unerwünschten Interferenzrichtungen realisiert wird, unter bestimmten Anzahlen von beweglichen Antennen und Nullrichtungen.
Der Schlüssel zur vorgeschlagenen Lösung liegt darin, dass die optimale Positionierung der beweglichen Antennen die Geometrie des Bewegliche-Antenne-Arrays so transformieren kann, dass der Richtvektor über der gewünschten Richtung orthogonal zu denen über allen unerwünschten Richtungen wird. Darüber hinaus werden die optimalen Lösungen für die entsprechenden AWV und APV des Bewegliche-Antenne-Arrays in geschlossener Form hergeleitet, die zeigen, dass für Bewegliche-Antenne-Arrays nur analoges Strahlformen erforderlich ist, d.h. der optimale AWV nur eine Phaseneinstellung des Signals mit einer festen Amplitude erfordert, was die Komplexität der Strahlformung-Implementierung erheblich reduziert.
Die numerischen Ergebnisse validieren die analytischen Lösungen für die Strahlformung von Bewegliche-Antenne-Arrays und zeigen deren überlegene Leistung gegenüber den herkömmlichen Strahlformungstechniken mit festen Antennen-Arrays.

Estadísticas

Die Länge des linearen Bewegliche-Antenne-Arrays entsprechend der optimalen APV-Lösung beträgt etwa 8-mal bzw. 3-mal länger als das feste Antennen-Array mit halbwellenlangen Antennenabständen.

Citas

"Durch die gemeinsame Optimierung der Antennenposition und der Antennengewichte kann ein lineares Bewegliche-Antenne-Array die volle Array-Verstärkung über der gewünschten Richtung erreichen, während gleichzeitig die Nullrichtung über allen unerwünschten Richtungen realisiert wird, unter bestimmten Anzahlen von beweglichen Antennen und Nullrichtungen."
"Die optimalen Lösungen für die entsprechenden AWV und APV des Bewegliche-Antenne-Arrays zeigen, dass für Bewegliche-Antenne-Arrays nur analoges Strahlformen erforderlich ist, d.h. der optimale AWV nur eine Phaseneinstellung des Signals mit einer festen Amplitude erfordert, was die Komplexität der Strahlformung-Implementierung erheblich reduziert."

Ideas clave extraídas de

Movable-Antenna Array Enhanced Beamforming

by Lipeng Zhu,W... a las arxiv.org 03-26-2024

https://arxiv.org/pdf/2308.08787.pdf

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