Movable Antenna-Based Phased Array: Beam Pattern Synthesis and Experimental Validations

doi:10.1109/tcomm.2026.3706606

Movable Antenna-Based Phased Array: Beam Pattern Synthesis and Experimental Validations

2026-01-01

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DOI：10.1109/tcomm.2026.3706606

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本文提出了一种具有可移动天线的相控阵（PAMA），其通过调整天线单元的物理位置实现移相，从而消除了传统数字移相器引入的插入损耗。开发了一种基于周期近似的波束图综合（PABS）方法来综合期望的波束图。该方法利用阵列响应的近似周期性，通过天线位置的离散优化获得高质量的目标函数初始化，随后使用投影梯度下降（PGD）进行优化。研究表明，主瓣偏离阵列法线时波束宽度减小，并基于切比雪夫多项式推导出显式的波束宽度表达式。同时分析了目标函数梯度的利普希茨连续性，以建立所提算法的收敛性。仿真结果表明，与基于传统移相器的阵列相比，该方法具有更好的波束集中度、更小的波束宽度和更强的多波束均匀性。基于4×4原型进行的实验结果进一步验证了所提方法的有效性。此外，分析了典型步进电机的步进尺寸、运行速度和功耗，进一步展示了所提方案的可靠性和实用性。

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Antennas

Beams

Optimization

Modeling

Phase shifters

Antenna arrays

Motors

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Personal digital devices

Phased array with movable antennas (PAMA)

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Movable Antenna-Based Phased Array: Beam Pattern Synthesis and Experimental Validations

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