TWI759870B - 一種天線陣列系統之多解析度波束樣式設計方法 - Google Patents

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TWI759870B
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Abstract

一種波束樣式設計方法適用於天線陣列系統，天線陣列系統中的天線陣列由多個天線元件所組成，此波束樣式設計方法包括：設定具有第一解析度的多個第一波束成型向量，其中多個第一波束成型向量中的每一個分別對應天線陣列中的所有天線元件。分別對多個第一波束成型向量的相位賦予相應權重以產生多個經賦予相應權重的第一波束成型向量，並線性組合多個經賦予相應權重的第一波束成型向量，以合成具有第二解析度的暫定向量。提取暫定向量中每個元素的相位，並對經提取的暫定向量中每個元素的相位提供固定振幅，以產生最終波束成型向量。

Description

一種天線陣列系統之多解析度波束樣式設計方法
本發明是有關於一種波束樣式設計方法，且特別是有關於一種天線陣列系統的波束樣式設計方法。
為了克服在毫微米波(millimeter-wave)頻段之嚴重傳播損耗問題，傳輸端與接收端通常皆採用方向性波束成型(directional beamforming)以提高傳輸效率。訊號在角度域(angular domain)傳輸的涵蓋範圍取決於所使用的波束樣式(beam pattern)之波束寬度(beam width)，故基於不同應用與不同情況而需要具有不同波束寬度的不同波束樣式。因此，對於使用天線陣列(antenna array)進行波束成型傳輸的無線通訊系統，需要一組在角度域上具有多解析度(multiple resolution)的波束樣式。
一般來說，由一個天線陣列產生的所有可能波束樣式中，其最高解析度 (即對應到最窄的波束寬度)取決於陣列中所有的天線元件數目。如果在一個維度(垂直或水平方向)上的天線元件數目為N，則該維度的最高角度域解析度為N。換句話說，可以將該維度的角度域劃分為至多N個正交主波束。但是，角度域也可以劃分為總數小於N的正交主波束。也就是說，使用解析度較低的正交主波束來劃分角度域。傳統上可以使用離散傅立葉轉換 (discrete Fourier transform, DFT)單一基底向量來建構正交主波束。例如，如果需要具有最高角度域解析度的波束樣式，則需使用所有的N個天線元件，其對應的波束成型向量具有向量維度N。相較之下，如果需要具有較低角度域解析度N/2的波束樣式，則僅需使用N/2個天線元件，其基於離散傅立葉轉換單一基底向量所建構出的波束成型向量具有向量維度N/2。
在波束樣式設計議題中，通常會希望在所設計的涵蓋範圍(coverage range)內天線增益變異(gain variation)盡可能小，並且涵蓋範圍外的功率洩漏(power leakage)也盡可能小。然而，基於離散傅立葉轉換單一基底向量之波束成型向量其相對應的波束樣式具有涵蓋範圍外功率洩漏過大的缺點。因此，設計具有較佳特性的多解析度波束樣式對於波束成型傳輸應用來說是一個重要的議題。
有鑑於此，本發明提供一種多解析度波束樣式設計方法，以設計出具有較佳特性的多解析度波束樣式。
本發明的實施例提供一種波束樣式設計方法，適用於天線陣列系統，天線陣列系統中的天線陣列包括多個天線元件，波束樣式設計方法包括：設定具有第一解析度的多個第一波束成型向量，其中每個第一波束成型向量分別對應天線陣列中的所有天線元件。分別對多個第一波束成型向量的相位賦予相應權重，以產生多個經賦予相應權重的第一波束成型向量。線性組合所述多個經賦予相應權重的第一波束成型向量，以合成具有第二解析度的暫定向量。提取暫定向量中每個元素的相位，並對經提取的暫定向量中每個元素的相位提供固定振幅，以產生最終波束成型向量。
本發明的實施例提供一種波束樣式設計方法，適用於天線陣列系統，天線陣列系統中的天線陣列包括多個天線元件，波束樣式設計方法包括：將多個天線元件分為彼此不重疊的多個天線子陣列，其中每個天線子陣列包括至少一個天線元件。分別對每個天線子陣列設定具有第一解析度的多個第一波束成型向量，其中每個第一波束成型向量分別對應相應天線子陣列中的所有天線元件。分別對每個天線子陣列的多個第一波束成型向量的相位賦予相應權重，以分別產生每個天線子陣列的多個經賦予相應權重的第一波束成型向量。分別線性組合每個天線子陣列的多個經賦予相應權重的第一波束成型向量，以分別合成具有第二解析度的多個暫定向量。分別提取多個暫定向量中每個元素的相位。分別對經提取的多個暫定向量中每個元素的相位提供對應的固定振幅，以分別產生對應每個天線子陣列的多個子波束成型向量。合併多個子波束成型向量，以產生最終波束成型向量。
基於上述，在本發明的實施例中，為了充分利用天線陣列中所有的硬體資源並進一步改善多解析度波束樣式的性能，本發明提出使用所有天線元件來設計不同解析度的波束樣式的波束樣式設計方法。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為本發明一實施例的具相位提取之波束合成架構(Beam Synthesizing with Phase Extraction，BSPE)的示意圖。請參照圖1，天線陣列系統10包括天線陣列110，天線陣列110包括多個天線元件A1-AN。在一實施例中，天線陣列系統10例如是正交分頻多工通訊系統等5G無線通訊系統，天線系統10還可以包括用戶設備、基地台、處理器與收發器，但不限於此。
以下假定天線陣列110的N個天線元件A1-AN被均勻地放置形成一個均勻線性陣列(Uniform Linear Array，ULA)，並且可以擴展為均勻平面陣列(Uniform Planar Array，UPA)的情境。將波束成型向量 v(或碼字，codeword)定義為長度為N的單位向量。因此，波束成型向量 v可表示為(1)式：
Figure 02_image001
…(1) 其可以對應至天線陣列系統10中用於訊號傳輸的波束樣式。
使用離散傅立葉轉換(discrete Fourier transform，DFT)單一基底向量來建構正交波束樣式。舉例來說，在天線陣列110中，基於離散傅立葉轉換的正交波束的虛擬波束成型向量 a(θ)可表示為(2)式：
Figure 02_image003
=
Figure 02_image005
…(2) 其中
Figure 02_image007
，λ為載波波長，d=λ/2為在假定使用半波長間隔情況下的天線元件間距，θ為主波束方向，主波束方向θ稱為空間頻率
Figure 02_image009
，其可以由一對一關係
Figure 02_image011
映射至空間域單側涵蓋的物理角度
Figure 02_image013
。
當使用具有角度域最高解析度的波束成型向量 v時，必須啟動天線陣列110中所有的天線元件A1-AN，如圖1。相較之下，如果需要具有較低角度域解析度的波束樣式時，則可以透過使用較小向量維度的基於離散傅立葉轉換之虛擬波束成型向量
Figure 02_image015
來產生波束樣式，此時僅只啟動部分的天線元件，於後文詳述。
圖1的BSPE波束合成架構首先藉由基於DFT的基底向量來設定具有第一解析度的多個第一波束成型向量
Figure 02_image017
，其中多個第一波束成型向量
Figure 02_image017
包括第一波束成型向量
Figure 02_image019
、
Figure 02_image021
、…、
Figure 02_image023
，且0≦ q≦ Q-1，在此實施例中， Q是具有最高解析度的虛擬波束成型向量個數。在本實施例中，將第一解析度定義為最高解析度。並且，由於使用最高解析度，每個第一波束成型向量
Figure 02_image017
分別對應天線陣列中的所有天線元件A1-AN，亦即每個第一波束成型向量
Figure 02_image017
具有分別對應所有天線元件A1-AN的N個元素。因此，第一波束成型向量
Figure 02_image017
為天線陣列系統10中具最高解析度的虛擬波束成型向量。
接著，分別對多個第一波束成型向量
Figure 02_image017
的相位賦予相應權重
Figure 02_image025
，以產生多個經賦予相應權重的第一波束成型向量
Figure 02_image027
，且0≦ q≦ Q-1。其中相應權重
Figure 02_image025
可視為在第一波束成型向量
Figure 02_image017
上進行相位旋轉
Figure 02_image029
。然後，對多個經賦予相應權重的第一波束成型向量
Figure 02_image027
進行線性組合，以合成具有第二解析度的暫定向量
Figure 02_image031
，如(3)式：
Figure 02_image033
…(3) 在本實施例中，由於具有第二解析度的暫定向量
Figure 02_image031
藉由具有第一解析度的第一波束成型向量
Figure 02_image017
經賦予相應權重
Figure 02_image025
且線性組合而產生，且第一解析度為最高解析度，因此第一解析度大於第二解析度。
在合成暫定向量
Figure 02_image031
後，提取暫定向量
Figure 02_image031
中每個元素
Figure 02_image035
的相位，並設定固定振幅，以符合波束成型向量的固定振幅限制，產生最終波束成型向量
Figure 02_image037
，最終波束成型向量
Figure 02_image037
表示如(4)式：
Figure 02_image041
…(4) 其中
Figure 02_image043
的運算表示將
Figure 02_image031
中的每一個元素進行正規化(element-wise normalization)，以使最終波束成型向量
Figure 02_image037
中每個元素的振幅相同，最終波束成型向量
Figure 02_image037
中的每一個元素
Figure 02_image045
可表示為：
Figure 02_image047
…(5) 其中
Figure 02_image049
為元素
Figure 02_image035
的相位。定義
Figure 02_image051
為波束成型向量
Figure 02_image037
所有使用相應權重之集合。
圖2為本發明另一實施例的具相位提取以及子天線陣列合成之波束合成架構(BSPE-JOINT)的示意圖。請參照圖2，天線陣列系統10包括天線陣列110，天線陣列110包括多個天線元件A1-AN。在一實施例中，天線陣列系統10例如是正交分頻多工通訊系統等5G無線通訊系統，天線系統10還可以包括用戶設備、基地台、處理器與收發器，但不限於此。
在此實施例中，當波束樣式所需要之解析度低於最高解析度時，可以透過使用較小向量維度的基於離散傅立葉轉換之虛擬波束成型向量
Figure 02_image015
來產生波束樣式，此時僅啟動部分的天線元件。
圖2的BSPE-JOINT波束合成架構首先將天線陣列110中的天線元件A1-AN分為彼此不重疊的天線子陣列110_1-110_S，S表示天線陣列110中所包含天線子陣列的個數，其中天線子陣列110_1-110_S中的每一個天線子陣列包括至少一個天線元件，不同天線子陣列之天線元件不相互重疊。在此實施例中，天線子陣列110_1包括天線元件A1、A2、…、AM，天線子陣列110_S包括天線元件AP、AP+1、…、AN，且M＜P。此外，每個天線子陣列所包含的天線元件數量可以是均等或不均等的。舉例來說，假設天線陣列具有16個天線元件，可以將天線陣列劃分為4個天線子陣列且每個天線子陣列具有4個不重疊的天線元件，也可以將天線陣列劃分為3個天線子陣列且分別具有4, 4, 8個不重疊的天線元件。本發明不限制天線子陣列的數量與天線子陣列各自所包含天線元件數量。
接著，藉由基於DFT的基底向量對天線子陣列110_1設定具有第一解析度的多個第一波束成型向量
Figure 02_image053
，對天線子陣列110_S設定具有第一解析度的多個第一波束成型向量
Figure 02_image055
。其中多個第一波束成型向量
Figure 02_image057
包括第一波束成型向量
Figure 02_image059
、
Figure 02_image061
、…、
Figure 02_image063
，且0≦ q 1≦ Q 1–1，
Figure 02_image065
、
Figure 02_image061
、…、
Figure 02_image063
分別具有對應天線子陣列110_1中的所有天線元件A1、A2、…、AM的多個元素。在此實施例中， Q 1是具有較高解析度的虛擬波束成型向量個數。多個第一波束成型向量
Figure 02_image055
包括第一波束成型向量
Figure 02_image067
、
Figure 02_image069
，且1≦
Figure 02_image071
≦ Q S -1，在此實施例中， Q S 是具有較高解析度的虛擬波束成型向量個數，而多個第一波束成型向量
Figure 02_image055
中的
Figure 02_image073
、
Figure 02_image075
、…、
Figure 02_image077
具有對應天線子陣列110_S中所有天線元件AP、AP+1、…、AN的多個元素。以此類推，每一個天線子陣列設定具有第一解析度的多個第一波束成型向量。在本實施例中，將第一解析度定義為較高解析度。
接著，對天線子陣列110_1的多個第一波束成型向量
Figure 02_image057
的相位賦予相應權重
Figure 02_image079
，以產生天線子陣列110_1的多個經賦予相應權重的第一波束成型向量
Figure 02_image081
，且0≦
Figure 02_image083
≦ Q 1–1。以此類推，對天線子陣列110_S的多個第一波束成型向量
Figure 02_image055
的相位賦予相應權重
Figure 02_image085
，以產生天線子陣列110_S的多個經賦予相應權重的第一波束成型向量
Figure 02_image087
。其中相應權重
Figure 02_image079
可視為在天線子陣列110_1中第一波束成型向量
Figure 02_image057
上進行相位旋轉
Figure 02_image089
，相應權重
Figure 02_image085
可視為在天線子陣列110_S中第一波束成型向量
Figure 02_image055
上進行相位旋轉
Figure 02_image091
。然後，對天線子陣列110_1的多個經賦予相應權重的第一波束成型向量
Figure 02_image081
進行線性組合，以此類推，對天線子陣列110_S的多個經賦予相應權重的第一波束成型向量
Figure 02_image087
進行線性組合，以分別合成具有第二解析度的暫定向量
Figure 02_image093
、…、
Figure 02_image095
，其中
Figure 02_image095
如(6)式：
Figure 02_image097
…(6) 以此類推，每一個天線子陣列均合成具有第二解析度的暫定向量。在本實施例中，第一解析度為較高解析度，第一解析度大於第二解析度。
在合成暫定向量
Figure 02_image093
、…、
Figure 02_image095
後，分別提取暫定向量
Figure 02_image093
、…、
Figure 02_image095
中每個元素的相位，提取相位的方式請參照圖1說明，不再贅述。並且，對暫定向量
Figure 02_image093
、…、
Figure 02_image095
中的每一個元素
Figure 02_image099
提供固定振幅，以分別產生對應天線子陣列110_1-110_S的多個子波束成型向量
Figure 02_image101
、…、
Figure 02_image103
，其中子波束成型向量
Figure 02_image103
表示如(7)式：
Figure 02_image105
…(7) 其中
Figure 02_image107
的運算表示將
Figure 02_image095
中的每一個元素正規化，關於正規化請參照圖1說明，不再贅述。
接著，在分別產生對應天線子陣列110_1-110_S的多個子波束成型向量
Figure 02_image101
、…、
Figure 02_image103
之後，將多個子波束成型向量
Figure 02_image101
、…、
Figure 02_image103
進行合併，以產生最終波束成型向量
Figure 02_image109
，其中
Figure 02_image111
為多個子波束成型向量
Figure 02_image101
、…、
Figure 02_image103
所有相應權重之集合。
關於波束樣式合成架構的選擇，舉例來說，BSPE波束合成架構使用64個天線元件，並透過8個基於離散傅立葉轉換之虛擬波束成型向量來合成具有涵蓋範圍△=2/8的波束樣式。同樣的，也可以透過BSPE-JOINT波束合成架構，使用2組包括32個天線元件的天線子陣列，每個天線子陣列透過2個基於離散傅立葉轉換之虛擬波束成型向量之合成以生成一個子波束，建構具有相同涵蓋範圍△=2/8的波束樣式。
根據BSPE波束合成架構或BSPE-JOINT波束合成架構所建構出的波束樣式完全取決於一組選定的相應權重(相位旋轉)
Figure 02_image051
(BSPE波束合成架構)或是
Figure 02_image113
(BSPE-JOINT波束合成架構)，透過選擇不同組的相位旋轉可產生不同的波束樣式。為了評估不同的波束樣式的特性，可以考慮兩個指標：波束洩漏比(Beam to Leakage power Ratio, BLR)和增益變異數(gain variance)，以協助選擇目標波束樣式。必須說明的是，本發明透過波束洩漏比與增益變異數以協助評估波束樣式特性僅為一示範實施例，在其他實施例中，可以選擇其他波束相關指標來協助選擇目標波束樣式。
為了有效地進行信號功率傳輸和減少干擾，通常需要高波束洩漏比。另外，具有高波束洩漏比的波束樣式也可能會減小所觀察到的接收信號延遲擴展(delay spread)，進而可降低接收端之等化器(equalization)的設計複雜度。關於波束洩漏比，考慮一個建構出的波束成型向量
Figure 02_image115
，在特定波束成型方向上的增益
Figure 02_image117
可表示為：
Figure 02_image119
…(8) 因此，波束洩漏比
Figure 02_image121
可以定義為波束樣式中期望涵蓋範圍△內的平均訊號功率
Figure 02_image123
跟期望範圍外的平均洩漏功率
Figure 02_image125
的比值。也就是說，波束洩漏比
Figure 02_image121
可以表示為：
Figure 02_image127
…(9) 其中平均訊號功率
Figure 02_image123
表示為：
Figure 02_image129
…(10) 平均洩漏功率
Figure 02_image125
表示為：
Figure 02_image131
…(11) 且
Figure 02_image133
表示期望涵蓋範圍，
Figure 02_image135
表示期望涵蓋範圍外的範圍。
另一個指標為增益在波束成型方向的變異數。一般希望在期望涵蓋範圍
Figure 02_image133
內的波束樣式的增益幾乎保持相同，以避免過大的增益波動，增益變異數
Figure 02_image137
定義為：
Figure 02_image139
…(12) 其中
Figure 02_image141
為在期望涵蓋範圍
Figure 02_image133
內之平均增益，可表示為：
Figure 02_image143
…(13)
在單一天線子陣列／陣列中，藉由波束洩漏比
Figure 02_image121
和增益變異數
Figure 02_image137
得以評估不同旋轉相位集合
Figure 02_image145
所建構的波束樣式的指標，以便從不同旋轉相位集合
Figure 02_image145
所建構的多個波束樣式中選擇符合設計需求的目標波束樣式。其中依據設計需求不同，本發明可以採用不同評估方式：例如僅依據波束洩漏比
Figure 02_image121
、僅依據增益變異數
Figure 02_image137
、或同時依據波束洩漏比
Figure 02_image121
以及增益變異數
Figure 02_image137
來選擇目標波束樣式。
舉例而言，可以根據所提出的BSPE波束合成架構或BSPE-JOINT波束合成架構彈性地設計具有較大的波束洩漏比和／或較小的增益變異數之波束樣式。另一方面，依據設計需求，也可以選擇具有適中的波束洩漏比但其增益變異數非常小的波束樣式，或者具有非常大的波束洩漏比的波束樣式而不考慮其增益變異數的波束樣式，本發明不限於此。
圖3為本發明一實施例的BSPE波束樣式設計方法的流程圖。BSPE波束樣式設計方法適用於天線陣列系統，天線陣列系統中的天線陣列包括多個天線元件。於步驟S310，設定具有第一解析度的多個第一波束成型向量，其中每個第一波束成型向量分別對應天線陣列中的所有天線元件。接著，於步驟S320，分別對多個第一波束成型向量的相位賦予相應權重，以產生多個經賦予相應權重的第一波束成型向量。於步驟S330，線性組合多個經賦予相應權重的第一波束成型向量，以合成具有第二解析度的暫定向量。接著，於步驟S340，提取暫定向量中每個元素的相位。於步驟S350，對經提取的暫定向量中每個元素的相位提供固定振幅，以產生最終波束成型向量。
圖4為本發明一實施例的BSPE-JOINT波束樣式設計方法的流程圖。BSPE-JOINT波束樣式設計方法適用於天線陣列系統，天線陣列系統中的天線陣列包括多個天線元件。於步驟S410，將多個天線元件分為彼此不重疊的多個天線子陣列，其中每個天線子陣列包括至少一個天線元件。於步驟S420，分別對每個天線子陣列設定具有第一解析度的多個第一波束成型向量，其中每個第一波束成型向量分別對應相應天線子陣列中的所有天線元件。接著，於步驟S430，分別對每個天線子陣列的多個第一波束成型向量的相位賦予相應權重，以分別產生每個天線子陣列的多個經賦予相應權重的第一波束成型向量。於步驟S440，分別線性組合每個天線子陣列的多個經賦予相應權重的第一波束成型向量，以分別合成具有第二解析度的多個暫定向量。接著，於步驟S450，分別提取多個暫定向量中每個元素的相位。於步驟S460，分別對經提取的多個暫定向量中每個元素的相位提供對應的固定振幅，以分別產生對應每個天線子陣列的多個子波束成型向量。於步驟S470，合併多個子波束成型向量，以產生最終波束成型向量。
綜上所述，在本發明的實施例中，使用所有天線元件來設計不同解析度的波束樣式。透過將多個虛擬的高解析度波束成型向量經過適當的權重後線性組合，以合成較低解析度之波束樣式，從而設計出具有較佳特性的多解析度波束樣式。另外，所提出波束樣式設計方法可以在波束洩漏比與增益變異數之間做折衷彈性的波束樣式設計，以在設計需求的限制條件下進行最佳化設計。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10：天線陣列系統 110：天線陣列 A1、A2、A3、AM、AP、AP+1、AN：天線元件
Figure 02_image017
、
Figure 02_image057
、
Figure 02_image055
：第一波束成型向量
Figure 02_image031
、
Figure 02_image093
、
Figure 02_image095
：暫定向量
Figure 02_image037
：最終波束成型向量
Figure 02_image101
、
Figure 02_image103
：子波束成型向量 S310、S320、S330、S340、S350、S410、S420、S430、S440、S450、S460、S470：步驟
圖1是本發明一實施例的BSPE波束合成架構的示意圖。 圖2是本發明另一實施例的BSPE-JOINT波束合成架構的示意圖。 圖3是本發明一實施例的BSPE波束樣式設計方法的流程圖。 圖4是本發明另一實施例的BSPE-JOINT波束樣式設計方法的流程圖。
S310-S350：步驟

Claims (13)

  1. 一種波束樣式設計方法，適用於天線陣列系統，所述天線陣列系統中的天線陣列包括多個天線元件，所述波束樣式設計方法包括： 設定具有第一解析度的多個第一波束成型向量，其中所述多個第一波束成型向量中的每一個分別對應所述天線陣列中的所有天線元件； 分別對所述多個第一波束成型向量的相位賦予相應權重，以產生多個經賦予相應權重的第一波束成型向量； 線性組合所述多個經賦予相應權重的第一波束成型向量，以合成具有第二解析度的暫定向量； 提取所述暫定向量中每個元素的相位；以及 對經提取的所述暫定向量中每個元素的相位提供固定振幅，以產生最終波束成型向量。
  2. 如請求項1所述的波束樣式設計方法，更包括： 藉由對所述多個第一波束成型向量的相位賦予多組不同權重，以分別產生具有不同波束樣式的多個最終波束成型向量； 分別計算具有不同波束樣式的所述多個最終波束成型向量的波束洩漏比； 分別計算具有不同波束樣式的所述多個最終波束成型向量的增益變異數；以及 依據具有不同波束樣式的所述多個最終波束成型向量的所述波束洩漏比以及所述增益變異數兩者至少其中之一而從具有不同波束樣式的所述多個最終波束成型向量中選擇具有目標樣式的最終波束成型向量，以作為目標波束成型向量。
  3. 如請求項1所述的波束樣式設計方法，其中所述設定具有所述第一解析度的所述多個第一波束成型向量包括： 藉由基於離散傅利葉轉換的基底向量以設定具有所述第一解析度的所述多個第一波束成型向量。
  4. 如請求項1所述的波束樣式設計方法，其中所述第一解析度大於所述第二解析度。
  5. 如請求項1所述的波束樣式設計方法，其中所述多個第一波束成型向量為所述天線陣列系統中具最高解析度的多個虛擬波束成型向量。
  6. 如請求項1所述的波束樣式設計方法，其中所述相應權重即對所述多個第一波束成型向量分別進行相應的相位旋轉。
  7. 如請求項1所述的波束樣式設計方法，其中所述固定振幅由所述暫定向量經正規化而產生。
  8. 一種波束樣式設計方法，適用於天線陣列系統，所述天線陣列系統中的天線陣列包括多個天線元件，所述波束樣式設計方法包括： 將多個天線元件分為彼此不重疊的多個天線子陣列，其中所述多個天線子陣列的每一個包括至少一個天線元件； 分別對所述多個天線子陣列的每一個設定具有第一解析度的多個第一波束成型向量，其中所述多個第一波束成型向量中的每一個分別對應相應天線子陣列中的所有天線元件； 分別對所述多個天線子陣列的每一個的所述多個第一波束成型向量的相位賦予相應權重，以分別產生所述多個天線子陣列的每一個的多個經賦予相應權重的第一波束成型向量； 分別線性組合所述多個天線子陣列的每一個的所述多個經賦予相應權重的第一波束成型向量，以分別合成具有第二解析度的多個暫定向量； 分別提取所述多個暫定向量中每個元素的相位； 分別對經相位提取的所述多個暫定向量中每個元素的相位提供對應的固定振幅，以分別產生對應所述多個天線子陣列的每一個的多個子波束成型向量；以及 合併所述多個子波束成型向量，以產生最終波束成型向量。
  9. 如請求項8所述的波束樣式設計方法，更包括： 藉由對所述多個第一波束成型向量的相位賦予多組不同權重，以分別產生具有不同波束樣式的多個最終波束成型向量； 分別計算具有不同波束樣式的所述多個最終波束成型向量的波束洩漏比； 分別計算具有不同波束樣式的所述多個最終波束成型向量的增益變異數；以及 依據具有不同波束樣式的所述多個最終波束成型向量的所述波束洩漏比以及所述增益變異數兩者至少其中之一而從具有不同波束樣式的所述多個最終波束成型向量中選擇具有目標樣式的最終波束成型向量，以作為目標波束成型向量。
  10. 如請求項8所述的波束樣式設計方法，其中所述設定具有第一解析度的多個第一波束成型向量包括： 藉由基於離散傅利葉轉換的基底向量以設定具有所述第一解析度的所述多個第一波束成型向量。
  11. 如請求項8所述的波束樣式設計方法，其中所述第一解析度大於所述第二解析度。
  12. 如請求項8所述的波束樣式設計方法，其中所述相應權重即對所述多個第一波束成型向量分別進行相應的相位旋轉。
  13. 如請求項8所述的波束樣式設計方法，其中所述固定振幅由所述多個暫定向量經正規化而產生。
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