CN115242281B - 一种波束形成装置、方法及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种波束形成装置、方法及电子设备，属于无线通信技术领域。所述装置包括：输入模块、预处理模块、波束形成模块；输入模块，用于接收多个阵元第一时间发出的多个目标模拟信号；波束形成模块与预处理模块连接，用于将经过预处理后的多个目标模拟信号进行波束成形，得到多个方向的目标波束，其中，波束形成模块包括由多个电阻组构成的电阻网络，每个电阻组中的多个电阻串联连接，每个电阻组的第一端连接多个目标模拟信号中的一个目标模拟信号，不同的电阻组连接不同的目标模拟信号，每个电阻组的第二端连接接地端，每个电阻组中的多个电阻两两之间有抽头，每个电阻组的第一端有一个抽头，多个所述抽头用于输出所述多个方向的目标波束。

Description

一种波束形成装置、方法及电子设备
技术领域
本申请属于无线通信技术领域，具体涉及一种波束形成装置、方法及电子设备。
背景技术
波束形成，是指将一定几何形状(直线、圆柱、弧形等)排列的多元基阵各阵元输出经过处理(例如加权、时延、求和等)形成空间指向性的方法。
数字波束形成(Digital Beam-Forming，DBF)信号处理方法，一般采用矩阵计算方法，获取频域数字波束形成结果，但其效果直接取决于处理器系统的计算速度、并行处理能力、内外部存储资源等性能，对于高速、大尺度波束形成要求，会有处理器系统复杂、功耗高、代价大等问题；物理延迟线波束形成方法，构建时延特性不同的物理路径，时域信号通过不同路径的时延完成波束形成，但其延时精度低、稳定性差，造成波束形成效果不理想。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种波束形成装置、方法及电子设备，能够满足高速、大尺度波束形成要求，且对处理器系统要求不高、功耗小，模拟量波束形成结果能够保存信号原始信息。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种波束形成装置，所述装置包括：输入模块、预处理模块、波束形成模块；所述输入模块，用于接收多个阵元第一时间发出的多个目标模拟信号；所述预处理模块与所述输入模块连接，用于对所述多个目标模拟信号进行预处理；所述波束形成模块与所述预处理模块连接，用于将经过预处理后的所述多个目标模拟信号进行波束成形，得到多个方向的目标波束，其中，所述波束形成模块包括由多个电阻组构成的电阻网络，每个电阻组中的多个电阻串联连接，每个电阻组的第一端连接所述多个目标模拟信号中的一个目标模拟信号，不同的电阻组连接不同的所述目标模拟信号，每个电阻组的第二端连接接地端，每个电阻组中的多个电阻两两之间有抽头，每个电阻组的第一端有一个抽头，多个所述抽头用于输出所述多个方向的目标波束。
第二方面，本申请实施例提供了一种波束形成方法，所述方法应用于上述第一方面所述的波束形成装置，所述方法包括：通过输入模块接收多个阵元第一时间发出的多个目标模拟信号；通过预处理模块对所述多个目标模拟信号进行预处理；通过波束形成模块将经过预处理后的所述多个目标模拟信号进行波束成形，得到多个方向的目标波束，其中，所述波束形成模块包括由多个电阻组构成的电阻网络，每个电阻组中的多个电阻串联连接，每个电阻组的第一端连接所述多个目标模拟信号中的一个目标模拟信号，不同的电阻组连接不同的所述目标模拟信号，每个电阻组的第二端连接接地端，每个电阻组中的多个电阻两两之间有抽头，每个电阻组的第一端有一个抽头，多个所述抽头用于输出所述多个方向的目标波束。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括如第一方面所述的波束形成装置。
在本申请实施例中，通过输入模块、预处理模块、波束形成模块；所述输入模块，用于接收多个阵元第一时间发出的多个目标模拟信号；所述预处理模块与所述输入模块连接，用于对所述多个目标模拟信号进行预处理；所述波束形成模块与所述预处理模块连接，用于将经过预处理后的所述多个目标模拟信号进行波束成形，得到多个方向的目标波束，其中，所述波束形成模块包括由多个电阻组构成的电阻网络，每个电阻组中的多个电阻串联连接，每个电阻组的第一端连接所述多个目标模拟信号中的一个目标模拟信号，不同的电阻组连接不同的所述目标模拟信号，每个电阻组的第二端连接接地端，每个电阻组中的多个电阻两两之间有抽头，每个电阻组的第一端有一个抽头，多个所述抽头用于输出所述多个方向的目标波束，能够满足高速、大尺度波束形成要求，且对处理器系统要求不高、功耗小，模拟量波束形成结果能够保存信号原始信息。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种波束形成装置的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种波束形成装置的波束形成模块的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种波束形成装置的波束形成模块的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种波束形成装置的波束形成模块的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种波束形成方法的示意性流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种波束形成装置、方法及电子设备进行详细地说明。
图1为本申请实施例提供的一种波束形成装置的结构示意图。所述波束形成装置100包括：输入模块110、预处理模块120、波束形成模块130；所述输入模块110，用于接收多个阵元第一时间发出的多个目标模拟信号；所述预处理模块120与所述输入模块110连接，用于对所述多个目标模拟信号进行预处理；所述波束形成模块130与所述预处理模块120连接，用于将经过预处理后的所述多个目标模拟信号进行波束成形，得到多个方向的目标波束，其中，所述波束形成模块130包括由多个电阻组构成的电阻网络，每个电阻组中的多个电阻串联连接，每个电阻组的第一端连接所述多个目标模拟信号中的一个目标模拟信号，不同的电阻组连接不同的所述目标模拟信号，每个电阻组的第二端连接接地端，每个电阻组中的多个电阻两两之间有抽头，每个电阻组的第一端有一个抽头，多个所述抽头用于输出所述多个方向的目标波束。
图2示出了上述实施例提供的一种波束形成装置100的波束形成模块130的结构示意图。如图2所示，所述波束形成模块130包括由I个电阻组构成的电阻网络，其中每个电阻组有M个电阻，每个电阻组中的M个电阻(如，R0,1～R0,M)串联连接，每个电阻组的第一端连接所述多个目标模拟信号中的一个目标模拟信号(如，s0,t)，不同的电阻组连接不同的所述目标模拟信号，每个电阻组的第二端连接接地端(如，s0,t的接地端)，每个电阻组中的多个电阻两两之间有抽头(如，抽头0,1～抽头0,M-1、…、抽头I-1,1～抽头I-1,M-1)，每个电阻组的第一端有一个抽头(如，抽头0,0、…、抽头I-1,0)，多个所述抽头用于输出所述多个方向的目标波束。
在一种实现方式中，所述预处理模块120，包括：增益调整电路和载波去除电路，所述预处理模块用于对所述多个目标模拟信号进行放大、增益调整、滤波中的至少一者。
例如，利用频率为f，波长为λ的正弦波幅值归一化第i阵元t时刻的发射信号F(t)后形成反向散射回波信号S(i,t)＝s′i,tF(t)，其中s′i,t为反向散射系数，i＝0,1,2,…,I-1，I为阵元的数量，反向散射回波信号即为本申请所述的目标模拟信号，所述反向散射回波信号经增益调整模块被前置放大与增益调整为A·s′i,tF(t)、再经过模拟带通滤波、去除载波F(t)，信号变为A·s′i,t，本申请实施例中经过预处理后的所述目标模拟信号记为si,t＝A·s′i,t。
相关固定波束形成技术主要采用矩阵计算方法，一般需要利用处理器先对I路模拟电路按采样频率fs采样后，同样地，经前置放大与增益调整、模拟带通滤波、去除载波，然后再经过模数转换处理，形成数字信号矩阵sI×T。例如，已知I阵元阵列0～T时间段内数字信号矩阵
Figure BDA0003807538680000051
已知阵列导向矢量矩阵AM×I，利用矩阵计算BM×T＝AM×IsI×T可获取波束形成结果矩阵
Figure BDA0003807538680000052
表征形成θ0,…,θM-1M个方向的波束。
以I阵元线阵列为例，0～T时间段，频域数字波束形成可根据如下公式1所示计算得到：
Figure BDA0003807538680000053
该数字波束形成方法需要处理器内置或外置的数据存储器存储数字信号矩阵sI×T中所有元素数值，处理器按阵列构型、预设波束角度θ0,…,θM-1、阵元索引号0,…,I-1计算导向矢量矩阵AM×I中所有元素数值并存储至数据存储器；在进行波束形成计算时，处理器读取数据存储器，获取数字信号矩阵sI×T与导向矢量矩阵AM×I中所有元素数值，利用矩阵的乘法和加法运算或快速FFT算法(阵列导向矢量矩阵AM×I在符合FFT要求的特定形式的情况下)获得波束形成结果矩阵BM×T中所有元素数值。
这种数字波束形成方法需要依赖高性能模数转换器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)和处理器，特别是面对高速、大尺度(I、M数值大)波束形成要求时，会带来处理器系统复杂、功耗高、代价大等问题。
本申请实施例提供的一种波束形成装置，只需要在波束形成模块中预先部署纯电阻网络，通过电阻网络中各电阻的分压，就可以实时输出波束形成结果，同时模拟量波束形成结果能够保存信号原始信息，且不需要依赖高性能的处理器及ADC，就能够满足高速、大尺度波束形成要求。另外，本申请也可以克服采用模拟延迟线方法造成的宽带信号频率响应特性差、无法应用在低频段等问题，对于各种输入频率都可实现波束形成。
本申请实施例提供的一种波束形成装置，通过输入模块、预处理模块、波束形成模块；所述输入模块，用于接收多个阵元第一时间发出的多个目标模拟信号；所述预处理模块与所述输入模块连接，用于对所述多个目标模拟信号进行预处理；所述波束形成模块与所述预处理模块连接，用于将经过预处理后的所述多个目标模拟信号进行波束成形，得到多个方向的目标波束，其中，所述波束形成模块包括由多个电阻组构成的电阻网络，每个电阻组中的多个电阻串联连接，每个电阻组的第一端连接所述多个目标模拟信号中的一个目标模拟信号，不同的电阻组连接不同的所述目标模拟信号，每个电阻组的第二端连接接地端，每个电阻组中的多个电阻两两之间有抽头，每个电阻组的第一端有一个抽头，多个所述抽头用于输出所述多个方向的目标波束，能够满足高速、大尺度波束形成要求，且对处理器系统要求不高、功耗小，模拟量波束形成结果能够保存信号原始信息。
在一种实现方式中，所述波束形成模块130还包括多个求和器，其中，每个求和器连接每个电阻组上的一个不同的抽头，一个求和器用于将所述多个目标模拟信号在一个方向上信号叠加得到一个方向的目标波束。
在一种实现方式中，所述每个电阻组上抽头的数量、所述每个电阻组中电阻的数量、所述求和器的数量与所述目标波束的方向的数量都相同，所述电阻网络中串联电阻的组数、所述目标模拟信号的数量与所述阵元的数量都相同。
图3示出了上述实施例提供的一种波束形成装置100的另一种波束形成模块230的结构示意图。如图3所示，所述波束形成模块230包括由I个电阻组构成的电阻网络，其中每个电阻组有M个电阻，每个电阻组中的M个电阻(如，R0,1～R0,M)串联连接，每个电阻组的第一端连接所述多个目标模拟信号中的一个目标模拟信号(如，s0,t)，不同的电阻组连接不同的所述目标模拟信号，每个电阻组的第二端连接接地端(如，s0,t的接地端)，每个电阻组中的多个电阻两两之间有抽头(如，抽头0,1～抽头0,M-1、…、抽头I-1,1～抽头I-1,M-1)，每个电阻组的第一端有一个抽头(如，抽头0,0、…、抽头I-1,0)，多个所述抽头用于输出所述多个方向的目标波束；所述波束形成模块230还包括M个模拟求和器，其中，每个求和器连接每个电阻组上的一个不同的抽头(例如，模拟求和器0连接抽头0,0、抽头1,0、…、抽头I-1,0)，每个求和器用于将所述多个目标模拟信号在一个方向上信号叠加得到一个方向的目标波束。
在一种实现方式中，所述电阻网络中多个电阻的阻值是根据所述目标波束的多个方向角确定的。
具体地，从公式(1)中取任意t时刻输入信号向量[s0,t,…,sI-1,t]T通过导向矢量矩阵AM×I可计算t时刻波束形成结果向量
Figure BDA0003807538680000071
得到公式(2)：
Figure BDA0003807538680000072
如图2或3所示，假设第i组的M个电阻的总阻值
Figure BDA0003807538680000073
为预设电阻值，若这M个电阻满足公式(3)(各抽头分别输出si,t的串联分压值)约束：
Figure BDA0003807538680000074
然后消除公式(3)中si,t，得公式(4)，从数学原理可知，M-1个方程在给定预设波束角度θ0,…,θM-1时，可解Ri,1～Ri,M-1总计M-1个阻值，最后一个电阻Ri,M＝Ri-Ri,1-,…,-Ri,M-1，即可求出第i组的M个电阻的阻值。
Figure BDA0003807538680000081
然后再按Ri,1～Ri,M电阻阻值配置图2或图3中的电阻网络，接入信号s0,t、…、sI-1,t及信号地后，可从抽头0,0～抽头0,M-1直接获得
Figure BDA0003807538680000082
Figure BDA0003807538680000083
从抽头I-1,0～抽头I-1,M-1直接获得
Figure BDA0003807538680000084
的所有模拟量，它们分别对应公式(2)中信号向量[s0,t,…,sI-1,t]T中各元素与导向矢量矩阵AM×I中各元素相乘后的结果，由
Figure BDA0003807538680000085
可见，计算
Figure BDA0003807538680000086
当θ0＝0°时，该结果可取抽头0,0，抽头1,0，…，抽头I-1,0模拟信号利用模拟求和器产生。同理，采用总计M个模拟求和器可直接获得
Figure BDA0003807538680000087
图4示出了上述实施例提供的一种波束形成装置100的另一种波束形成模块330的结构示意图。如图4所示，所述波束形成模块330包括采样保持电路、电阻网络、模拟求和器和控制器，其中，控制器通过CON0～CONI-1接口连接I×M个阻值可变电阻的控制端，输入模拟信号为信号向量[s0,t,…,sI-1,t]T，模拟采样保持电路通过CONA接口受控制器控制，其输出各端口分别连接电阻网络各组串联电阻的一端，各抽头信号经模拟求和器电路形成模拟量波束形成结果
Figure BDA0003807538680000088
输出。控制器设置CONB接口用于接收外部设备波束形成配置信息，或对外输出自身状态和数据。
在一种实现方式中，所述模拟采样保持电路用于同步采样、锁存模拟信号，在t时刻形成信号向量[s0,t,…,sI-1,t]T，特殊地，某些应用中，由于本申请所述基于电阻网络的波束形成装置具有高实时性，可省略模拟采样保持电路。
在一种实现方式中，所述电阻网络由I×M个电阻按图2或图3配置，各电阻阻值按公式(4)预先计算并配置，可实现固定参数的波束形成，或者各电阻阻值按公式(4)预先计算，各电阻阻值可受控配置时，可实现灵活的波束形成，进而实现姿态补偿、近场聚焦等应用。
在一种实现方式中，为实现电阻阻值可灵活配置，可以选择阻值可变电阻(包括但不限于数字电位器或其他可控阻值变化的电阻器)并将I×M个阻值可变电阻的控制端连接控制器。为减少控制器与I×M个阻值可变电阻的控制端之间连线数量，也可利用集成电路(Inter-Integrated Circuit，IIC)总线接口或串行外设接口(Serial PeripheralInterface，SPI)接口或采用带锁存功能的并行接口。
在一种实现方式中，所述模拟求和器电路包括M个模拟求和器，每个模拟求和器用于对I个信号实现模拟加法。例如：可采用多个P端口加法器按树型架构实现I个信号相加，也可直接采用I+1端口模拟加法器。
在一种实现方式中，所述控制器可选择可编程逻辑器件，包括但不限于中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programable Logic Device，CPLD)、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)等，实现各电阻阻值按公式(4)预先计算并配置功能。
本申请实施例提供的一种波束形成装置，通过输入模块、预处理模块、波束形成模块；所述输入模块，用于接收多个阵元第一时间发出的多个目标模拟信号；所述预处理模块与所述输入模块连接，用于对所述多个目标模拟信号进行预处理；所述波束形成模块与所述预处理模块连接，用于将经过预处理后的所述多个目标模拟信号进行波束成形，得到多个方向的目标波束，其中，所述波束形成模块包括由多个电阻组构成的电阻网络，每个电阻组中的多个电阻串联连接，每个电阻组的第一端连接所述多个目标模拟信号中的一个目标模拟信号，不同的电阻组连接不同的所述目标模拟信号，每个电阻组的第二端连接接地端，每个电阻组中的多个电阻两两之间有抽头，每个电阻组的第一端有一个抽头，多个所述抽头用于输出所述多个方向的目标波束，能够解决模拟延时线波束形成精度低、稳定性差的问题，采用纯电阻网络，还可以克服采用模拟延迟线方法造成的宽带信号频率响应特性差的问题，且对于各种输入频率都可实现波束形成，另外本申请实施例能够解决延迟线无法应用在低频段的问题，本申请适用于各频段电路，尤其是针对低频波束形成，具有良好效果，此外本申请实施例提供的一种波束形成装置能够满足高速、大尺度波束形成要求，且对处理器系统要求不高、功耗小，模拟量波束形成结果能够保存信号原始信息，另外，基于电阻网络的波束形成装置结构简单，易于集成，可将基于电阻网络的波束形成装置整体封装在单片集成电路内部，实现高集成、低功耗应用。
本申请另提供一种波束形成方法，所述方法应用于如图1至4所述的波束形成装置。下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种波束形成方法进行说明。
图5示出了本申请实施例提供的一种波束形成方法。该方法可以应用于上述图1至4所述的波束形成装置，或该方法可以由上述波束形成装置中的各个功能模块执行。换言之，该方法可以由安装在该波束形成装置中的各个功能模块中的软件或硬件来执行，该方法包括如下步骤：
S501：通过输入模块接收多个阵元第一时间发出的多个目标模拟信号。
S502：通过预处理模块对所述多个目标模拟信号进行预处理。
S503：通过波束形成模块将经过预处理后的所述多个目标模拟信号进行波束成形，得到多个方向的目标波束，其中，所述波束形成模块包括由多个电阻组构成的电阻网络，每个电阻组中的多个电阻串联连接，每个电阻组的第一端连接所述多个目标模拟信号中的一个目标模拟信号，不同的电阻组连接不同的所述目标模拟信号，每个电阻组的第二端连接接地端，每个电阻组中的多个电阻两两之间有抽头，每个电阻组的第一端有一个抽头，多个所述抽头用于输出所述多个方向的目标波束。
在一种实现方式中，上述步骤S503，包括：通过所述波束形成模块中的每个求和器将所述多个目标模拟信号在一个方向上信号叠加得到一个方向的目标波束，其中，所述波束形成模块包括多个所述求和器，每个求和器连接每个电阻组上的一个不同的抽头。
在一种实现方式中，在上述步骤S501之前，还包括：根据所述目标波束的多个方向的多个角度，确定所述电阻网络中多个电阻的阻值。
在一种实现方式中，在上述步骤S501之前，还包括：根据以下公式确定所述电阻网络中第i组M个电阻的阻值：
Figure BDA0003807538680000111
其中，
Figure BDA0003807538680000112
为所述电阻网络中第i组的M个电阻的总阻值，Ri为预设电阻值，i＝0,1,…,I-1，其中I为所述目标模拟信号的数量和/或阵元的数量，θ1，θ2，...，θm，...，θM为所述目标波束对应的M个方向角，Ri,m为所述电阻网络中第i组第m个电阻，j为虚数单位。
上述步骤的具体实施可参见图1至4中波束形成装置相关功能模块的描述，对应步骤的执行能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本申请实施例提供的一种波束形成方法，通过输入模块接收多个阵元第一时间发出的多个目标模拟信号；通过预处理模块对所述多个目标模拟信号进行预处理；通过波束形成模块将经过预处理后的所述多个目标模拟信号进行波束成形，得到多个方向的目标波束，其中，所述波束形成模块包括由多个电阻组构成的电阻网络，每个电阻组中的多个电阻串联连接，每个电阻组的第一端连接所述多个目标模拟信号中的一个目标模拟信号，不同的电阻组连接不同的所述目标模拟信号，每个电阻组的第二端连接接地端，每个电阻组中的多个电阻两两之间有抽头，每个电阻组的第一端有一个抽头，多个所述抽头用于输出所述多个方向的目标波束，能够满足高速、大尺度波束形成要求，且对处理器系统要求不高、功耗小，模拟量波束形成结果能够保存信号原始信息。
本申请实施例中的波束形成装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例中的波束形成装置可以为具有操作系统的装置，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。
可选的，本申请实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述如图1至4任一所示的波束形成装置，其中具体各功能模块的描述可以参照图1至4所述的波束形成装置中各个功能模块的描述或图5所示的波束形成方法的各个步骤的描述，其能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，电子设备或系统包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (8)

1.一种波束形成装置，其特征在于，所述装置包括：输入模块、预处理模块、波束形成模块；
所述输入模块，用于接收多个阵元第一时间发出的多个目标模拟信号；
所述预处理模块与所述输入模块连接，用于对所述多个目标模拟信号进行预处理；
所述波束形成模块与所述预处理模块连接，用于将经过预处理后的所述多个目标模拟信号进行波束成形，得到多个方向的目标波束，其中，所述波束形成模块包括由多个电阻组构成的电阻网络，每个电阻组中的多个电阻串联连接，每个电阻组的第一端连接所述多个目标模拟信号中的一个目标模拟信号，不同的电阻组连接不同的所述目标模拟信号，每个电阻组的第二端连接接地端，每个电阻组中的多个电阻两两之间有抽头，每个电阻组的第一端有一个抽头，多个所述抽头用于输出所述多个方向的目标波束；
所述电阻网络中多个电阻的阻值是根据所述目标波束的多个方向的多个角度确定的，包括：
根据以下公式确定所述电阻网络中第i组M个电阻的阻值：
Figure FDA0004054144990000011
其中，
Figure FDA0004054144990000012
为所述电阻网络中第i组的M个电阻的总阻值，Ri为预设电阻值，i＝0,1,…,I-1，其中I为所述目标模拟信号的数量和/或阵元的数量，θ0,θ1,…,θm,…,θM-1为所述目标波束对应的M个方向角，Ri,m为所述电阻网络中第i组第m个电阻，j为虚数单位。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述波束形成模块还包括多个求和器，其中，每个求和器连接每个电阻组上的一个不同的抽头，一个求和器用于将所述多个目标模拟信号在一个方向上信号叠加得到一个方向的目标波束。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述每个电阻组上抽头的数量、所述每个电阻组中电阻的数量、所述求和器的数量与所述目标波束的方向的数量都相同，所述电阻网络中串联电阻的组数、所述目标模拟信号的数量与所述阵元的数量都相同。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预处理模块包括增益调整电路和载波去除电路，所述预处理模块用于对所述多个目标模拟信号进行放大、增益调整、滤波中的至少一者。
5.一种波束形成方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-4中任一项所述的波束形成装置，所述方法包括：
通过输入模块接收多个阵元第一时间发出的多个目标模拟信号；
通过预处理模块对所述多个目标模拟信号进行预处理；
通过波束形成模块将经过预处理后的所述多个目标模拟信号进行波束成形，得到多个方向的目标波束，其中，所述波束形成模块包括由多个电阻组构成的电阻网络，每个电阻组中的多个电阻串联连接，每个电阻组的第一端连接所述多个目标模拟信号中的一个目标模拟信号，不同的电阻组连接不同的所述目标模拟信号，每个电阻组的第二端连接接地端，每个电阻组中的多个电阻两两之间有抽头，每个电阻组的第一端有一个抽头，多个所述抽头用于输出所述多个方向的目标波束。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过波束形成模块将经过预处理后的所述多个目标模拟信号进行波束成形，得到多个方向的目标波束，包括：
通过所述波束形成模块中的每个求和器将所述多个目标模拟信号在一个方向上信号叠加得到一个方向的目标波束，其中，所述波束形成模块包括多个所述求和器，每个求和器连接每个电阻组上的一个不同的抽头。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在通过输入模块接收多个阵元第一时间发出的多个目标模拟信号之前，所述方法还包括：
根据所述目标波束的多个方向的多个角度，确定所述电阻网络中多个电阻的阻值。
8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至4任一所述的波束形成装置。
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