波束成形（beamforming or spatial filtering）是传感器阵列中用于定向旗子暗记传输或吸收的旗子暗记处理技能。这是通过将天线阵列中的元件以特定角度的旗子暗记经历相长干涉而其他经历相消干涉来实现的。波束成形在发送端和吸收端都可以利用，以实现空间选择性。工程师利用波束成形技能已经有相称久的历史，比如利用波束来补偿信道衰减的卫星通讯。卫星和地面吸收天线的间隔非常远，信道衰减非常大，于是卫星旗子暗记到达地面时能量已经非常小，乃至比热噪声还要低。因此，我们须要费尽心机提高吸收卫星旗子暗记能量。当卫星的旗子暗记向空间全方向辐射时，绝大多数能量并没有被地面天线吸收到，而是被摧残浪费蹂躏了。为避免这种摧残浪费蹂躏，我们在吸收和发射卫星旗子暗记时都会利用波束成形。这样，发射的电磁波旗子暗记都集中在一个方向上，只要吸收天线能对准这个方向，就可以大大提高吸收的卫星旗子暗记能量。
相控阵天线的beamforming技能（如图1描述），我们可以线性或二维地对N个天线阵列进行波束赋形配置，并以电子的办法，智能地掌握阵列中每个单独天线的幅度和相位勉励，以产生指向所需方向的波束。在物理构造固定不变的情形下，相控阵天线能够快速无惯性的进行波束成形和波束扫描。
图1
针对卫星通信领域的相控阵系统，技能型授权分销商Excelpoint世健公司的工程师Rain Cai向我们先容了一款世健代理的ADI公司的相控阵beam-forming集成化芯片，可以为广大卫星通信客户供应新一代的系统化办理方案（如图2）。该系统方案包含天线前真个多通道幅相掌握集成套片ADAR1000、上线变频混频器LTC5548/LTC5549、本振PLLVCO集成芯片ADF5356/ADF5610、低频2T/2R 收发集成套片ADRV9009。比较传统的超外差办法，节省数十颗芯片就能完成对全体收发系统的研发设计，大大缩小了全体通信系统的体积和功耗。
图2
下面，Rain重点先容相控阵前真个有源天线幅相掌握方案ADAR1000。ADAR1000是一款适用于相控阵的 4 通道 X 和 Ku 频段波束形成芯片。该器件在吸收和发射模式之间以半双工状态事情。在吸收模式下，输入旗子暗记通过四个吸收通道后在公共 RF_IO 引脚上组合在一起。在发射模式下，RF_IO 输入旗子暗记拆分后通过四个发射通道。在这两种模式下，ADAR1000 在射频 (RF) 路径中都供应 ≥31 dB 的增益调度范围和完全 360° 相位调度范围，分辨率优于 6 位（分别低于 ≤0.5 dB 和 2.8°）。并且支持存储最多126个波束的各通道增益相位信息，支持相控阵雷达和通信系统的设计职员利用电调扫描的办法来取代原来弘大的机器转向天线平台。ADAR1000每一起通道都集成有低噪放（或功率放大器）、移相器、可变增益放大器。4通道ADAR1000有源天线波束成形芯片可取代天线相位增益调节和数字掌握所需的12个分立元件，显著的简化了监控、卫星通信所用的相控阵雷达系统尺寸、重量及功耗。尤其是利用ADAR1000在平面阵列中，使得装置于不同平台的平面阵雷达具有极强的竞争力。
ADAR1000事理框图如下图3所示。除核心的4T/4R幅度相控掌握以外，ADAR1000集成套片还包含温度检测、功率检测功能，并且为可能须要外挂的大功率功放管以及LNA供应bias供电电压，这将进一步减少工程师在PCB设计时的电源掌握难度以及PCB尺寸。
图3
末了，Rain先容了一个详细案例：世健公司的某终极用户希望减小30%相控阵天线总体重量，针对这一需求，世健向其推举了ADAR1000集成芯片，成功办理了设计难题。利用4通道的ADAR1000更换掉原有的分立元器件方案，将系统尺寸和重量减小30%以上。使得整套卫星系统能够更为便捷的搭载船舶、飞机等大型交通运输工具。下图（4）为该客户实测ADAR1000的VSWR、phase error、Gain随频率变革曲线：
图4
从测试结果可以看出，只管ADAR1000在7X7mm的封装尺寸内对以前的12颗分立元件进行集成和替代，但性能并没有随着高集成度而降落。客户对整体性能和本钱都非常满意。并提出未来8通道、16通道的集成化芯片预期。
ADAR1000在相控阵天线前真个beam-forming设计中有着非常卓越的性能，使得这一类型的集成化套片在大型相控阵雷达以及卫星通信运用中成为主流方案。为此，可以预见到，在不久的未来，更多通道、更高频率以及带宽的多功能集成套片将会推向市场，多个单元的天线阵列尺寸、功耗将进一步减小。
