淺析相控陣的角分辨力和精度

角分辨力取決于陣列設(shè)計(jì)，在beamforming時(shí)，也與算法有關(guān)，不過，在此只談?wù)劵締栴}，不說算法的事。

角分辨力的含義是：比如，如果有兩個(gè)信號(hào)，一個(gè)在50度，另一個(gè)在52度，（都以某個(gè)方向?yàn)閰⒖迹?，如果有一陣列，主波束?duì)準(zhǔn)50度方向接收信號(hào)，但同時(shí)52度的信號(hào)也進(jìn)來了，就說明它的角分辨力不夠，接收時(shí)沒法“區(qū)分開”這兩個(gè)相差2度的信號(hào)；但如果52度的信號(hào)進(jìn)不來，就說明這個(gè)陣的角分辨力至少可以小到2度?！欠直媪υ礁?，越能分辨兩個(gè)在方向上靠得很近的信號(hào)。

上面說的其它信號(hào)“進(jìn)不來”，是需要有量來說話的，通常有-3dB，-10dB等，比期望信號(hào)低這么多，就說信號(hào)“進(jìn)不來”。

發(fā)的時(shí)候，角分辨力的意思也是一樣的，如果主波束對(duì)準(zhǔn)50度方向的用戶發(fā)信號(hào)，結(jié)果52度方向的用戶受到了干擾，就說明角分辨力不夠。同上，有沒有受到干擾，也需要用量來衡量。

上面是角分辨力的基本含義，不一定很準(zhǔn)確。下面結(jié)合我們幾張ppt說一下。

理論上，角分辨力由陣列主波束寬帶決定，用3dB波束寬度，或者10dB波束寬帶。上圖解釋了3dB寬帶，也就是半功率寬度、0.707幅度寬度。

上面的仿真圖，給出了均勻線陣的主波束3dB寬度的近似計(jì)算公式，顯然，與陣元數(shù)目和陣元間距有關(guān)。另外，a圖的波束寬帶約為12.7度，它能分辨兩個(gè)方向差大于12.7度的信號(hào)，但如果兩個(gè)信號(hào)的方向差小于12.7度，比如只有5度，這個(gè)主波束就把兩個(gè)信號(hào)都“罩住了”，區(qū)別不開他們。b、c、d圖的3dB波束寬度分別約為6.3度、3度、1.6度（特別強(qiáng)調(diào)是近似值哈）。上面4個(gè)陣的陣元間距都是半個(gè)波長(zhǎng)，陣元數(shù)分別是8、16、32、64.

下面說一下“準(zhǔn)確度”。

角分辨力是衡量能不能在角度上分開兩個(gè)信號(hào)。而準(zhǔn)確度是衡量主波束最大增益方向（可以看成是波束的“頂點(diǎn)”）是不是“對(duì)準(zhǔn)”了期望方向。

上面的仿真，期望主波束對(duì)準(zhǔn)0度方向（期望用戶方向），紅色波束的方向是準(zhǔn)確的，而綠色的偏差了，沒有對(duì)準(zhǔn)0度方向。下面是極坐標(biāo)形式，綠色有偏差，紅色是對(duì)準(zhǔn)的。

“準(zhǔn)確”是衡量有沒有“對(duì)準(zhǔn)”，偏差了多少。

再說一下“精度”。

“精度”一般是指能精確到什么程度。比如，能到達(dá)1度、0.5度、0.05度等。不同應(yīng)用對(duì)精度有不同要求。軟硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，數(shù)字的位數(shù)（字的長(zhǎng)度）對(duì)精度有很大影響。

“準(zhǔn)確度”與“精度”的關(guān)系

顯然，精度不夠，也將導(dǎo)致偏差，即導(dǎo)致準(zhǔn)確度下降。但二者的概念不等同。