什麼是波束成形(Beamforming)

逐一調整排列之多個天線單元的相位(與振幅),使電波在特定方向互相增強來收發的技術。以電子方式改變相位,就能不移動天線而改變波束的方向(相位陣列)。除了彌補毫米波頻段大的傳播損耗之外,也用於5G基地台與無線區域網路,把波束指向各終端以提高接收功率並減少干擾。

日文名稱: ビームフォーミング

「波束成形(Beamforming)」出現在1領域的3道練習題中(無線通訊基礎等)。

這個名詞所屬的領域: 無線通訊基礎

練習波束成形(Beamforming)的題目

5G毫米波頻段的基地台與終端,使用排列多個天線單元之陣列天線進行波束成形的主要理由,下列何者最適當?

  1. A波長短,能在小面積內排列多個單元,以銳利波束的高增益彌補大的傳播損耗
  2. B毫米波頻段完全不會發生多路徑,因此波束方向決定一次後就不需要改變
  3. C增加天線單元的數目,傳播路徑上的傳播損耗本身就會變小
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正確答案:A. 波長短,能在小面積內排列多個單元,以銳利波束的高增益彌補大的傳播損耗

天線單元一般以約半波長的間隔排列,因此在波長約1 cm的毫米波頻段,數公分見方內就能排列數十個單元。單元越多,波束越銳利,該方向的增益越高,因此能彌補毫米波頻段大的傳播損耗。不過,由於波束很窄,必須配合終端的移動與人體的遮蔽,重新搜尋並追蹤波束的方向。在6 GHz以下的頻段,也會在基地台排列大量單元,以大規模MIMO(massive MIMO)透過空間多工同時與多台終端通訊。

解析中的「波束成形(Beamforming)」

出現「波束成形(Beamforming)」的題目(3題)

  1. 5G毫米波頻段的基地台與終端,使用排列多個天線單元之陣列天線進行波束成形的主要理由,下列何者最適當?
  2. 5G所使用的28 GHz頻段等毫米波頻段的電波,與6 GHz以下的頻段相比,一般的特徵何者適當?
  3. 逐一調整從多個天線單元送出之訊號的相位(與振幅),使電波在特定方向互相增強而傳送的技術為下列何者?

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