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<title>Digitale Strahlformung</title>
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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Digitale Strahlformung</span></h1>
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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Die <b>digitale Strahlformung</b> (oder engl. Fachbegriff: <i><span lang="en"><b>digital beamforming</b>, DBF</span></i>) ist eine Veränderung der <a href="Antennendiagramm" title="Antennendiagramm">Strahlungscharakteristik</a> einer <a href="Antennentechnik" class="mw-redirect" title="Antennentechnik">Antennengruppe</a> durch software-definierte <a href="Phasenverschiebung" title="Phasenverschiebung">Phasenverschiebungen</a> und Amplitudenskalierungen für jedes einzelne Antennenelement dieser Gruppe.<sup id="cite_ref-RGL_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-RGL-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-annapmicro_2-0" class="reference"><a href="#cite_note-annapmicro-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p><p>Bei einer analogen Strahlformung werden die hochfrequenten Signale der Antenne durch phasenkorrekte Überlagerung addiert und so zu einem unikalen Signal, welches in der Folge durch einen <a href="Analog-Digital-Umsetzer" title="Analog-Digital-Umsetzer">Analog-Digital-Umsetzer</a> digitalisiert werden kann. Die <a href="Richtcharakteristik" title="Richtcharakteristik">Richtcharakteristik</a> der Antennengruppe ist nach der Digitalisierung auf nur eine Richtung fest eingestellt. Jede Duplizierung des hochfrequenten Signals vor der Digitalisierung verschlechtert dessen <a href="Signal-Rausch-Verh%C3%A4ltnis" title="Signal-Rausch-Verhältnis">Signal-Rausch-Verhältnis</a> und verringert damit die Reichweite.
</p><p>Bei der digitalen Strahlformung erhält jedes Antennenelement (oder auch nur jede kleinere Antennengruppe eines sehr viel größeren Antennenfeldes) eine eigene Signalverarbeitung und Digitalisierung. Das empfangene Signal wird sowohl mit seiner Amplitude als auch mit seiner Phasenlage mit dem <a href="I%26Q-Verfahren" title="I&Q-Verfahren">I&Q-Verfahren</a> digitalisiert. Die Summierung erfolgt digital nach einer virtuellen Phasenverschiebung und Amplitudenskalierung in einem speziellen Rechner, dem sogenannten Strahlformungsprozessor <i>(<span lang="en">beamform processor</span>)</i>. Weil digitale Signale verlustlos vervielfältigt werden können, kann dieser Rechner entsprechend seiner <a href="Rechenleistung" title="Rechenleistung">Rechenleistung</a> mehrere oder gar viele unterschiedliche Richtungen des Antennendiagramms gleichzeitig erstellen, ohne die Reichweite der Antennengruppe zu verringern. Mit der digitalen Strahlformung kann die Strahlungscharakteristik der Antenne so geformt werden, dass sie mehrere unabhängige virtuelle <a href="Antennendiagramm" title="Antennendiagramm">Hauptkeulen</a> für verschiedene Richtungen hat.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendungen">Anwendungen</h2></div>
<ul><li>Angewendet wird dieses Verfahren zum Beispiel beim <a href="Square_Kilometre_Array" title="Square Kilometre Array">Square Kilometre Array Observatory</a> für die Erforschung des Kosmos.</li>
<li>Bei modernen <a href="Radarger%C3%A4t" title="Radargerät">Radargeräten</a> mit <a href="Phased-Array-Antenne" title="Phased-Array-Antenne">Phased-Array-Antenne</a> ist dieses Verfahren Standard, weil es durch die gleichzeitige Aufklärung verschiedener Richtungen mit einem einzigen Sendeimpuls den zeitlichen Aufwand bei der Aufklärung des Luftraumes verringert.</li>
<li>Auch als Satellitenantenne wird dieses Konzept erwogen, weil mit einer einzigen flachen Phased-Array-Antenne und digitaler Strahlformung mehrere sich auf Umlaufbahnen befindliche Satelliten gleichzeitig empfangen werden können. Mit klassischen Parabolantennen müssten für diese Aufgabe für jeden Satelliten eine eigene Antenne mit Nachführungsmechanismus installiert werden.<sup id="cite_ref-Dodel_3-0" class="reference"><a href="#cite_note-Dodel-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></li></ul>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>
<ol class="references">
<li id="cite_note-RGL-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-RGL_1-0">↑</a></span> <span class="reference-text">
<span class="cite">Christian Wolff: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.radartutorial.eu/06.antennas/Digital%20Beamforming.de.html"><i>Digital Beamforming.</i></a> In: <i>Radartutorial.</i> November 1998,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 18. Februar 2021</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ADigitale+Strahlformung&rft.title=Digital+Beamforming&rft.description=Digital+Beamforming&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.radartutorial.eu%2F06.antennas%2FDigital%2520Beamforming.de.html&rft.creator=Christian+Wolff&rft.date=1998-11"> </span></span>
</li>
<li id="cite_note-annapmicro-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-annapmicro_2-0">↑</a></span> <span class="reference-text">
<span class="cite">Annapolis Micro Systems, Inc.: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.annapmicro.com/solutions/digital-beamforming/"><i>Digital Beamforming.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 1. April 2024</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ADigitale+Strahlformung&rft.title=Digital+Beamforming&rft.description=Digital+Beamforming&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.annapmicro.com%2Fsolutions%2Fdigital-beamforming%2F&rft.creator=Annapolis+Micro+Systems%2C+Inc."> </span></span>
</li>
<li id="cite_note-Dodel-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Dodel_3-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Hans Dodel, Dieter Häupler: <i>Satellitennavigation</i> Springer-Verlag, 2009, ISBN 978-3-540-79444-8, Seite 31f</span>
</li>
</ol></div><!--htdig_noindex--><div><div class="zim-footer">
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