การสร้างลำแสงหรือการกรองเชิงพื้นที่เป็น เทคนิค การประมวลผลสัญญาณที่ใช้ในอาร์เรย์เซ็นเซอร์สำหรับการส่งหรือรับสัญญาณแบบกำหนดทิศทาง^{[ 1 ]}โดยการรวมองค์ประกอบในอาร์เรย์เสาอากาศในลักษณะที่สัญญาณที่มุมเฉพาะจะเกิดการรบกวน แบบเสริมกัน ในขณะที่สัญญาณอื่นๆ จะเกิดการรบกวนแบบหักล้างกัน การสร้างลำแสงสามารถใช้ได้ทั้งที่ปลายส่งและปลายรับเพื่อให้ได้การเลือกเชิงพื้นที่ การปรับปรุงเมื่อเทียบกับ การรับ/ส่งสัญญาณ แบบรอบทิศทางเรียกว่าทิศทางของอาร์เรย์

การสร้างลำแสงสามารถใช้ได้กับคลื่นวิทยุหรือคลื่นเสียงมีการนำไปประยุกต์ใช้มากมายในด้านเรดาร์โซนาร์ธรณีวิทยา การ สื่อสารไร้สายดาราศาสตร์วิทยุเสียง และชีวการแพทย์ การสร้างลำแสงแบบปรับได้ใช้ในการตรวจจับ และประมาณค่าสัญญาณที่สนใจที่เอาต์พุตของอาร์เรย์เซ็นเซอร์โดยใช้การกรองเชิงพื้นที่ที่เหมาะสมที่สุด (เช่น วิธีกำลังสองน้อยที่สุด) และการปฏิเสธสัญญาณรบกวน

ในการเปลี่ยนทิศทางของอาร์เรย์ขณะส่งสัญญาณ ตัวสร้างลำแสงจะควบคุมเฟสและแอมพลิ จูดสัมพัทธ์ ของสัญญาณที่ตัวส่งแต่ละตัว เพื่อสร้างรูปแบบการแทรกสอดแบบเสริมและแบบหักล้างในหน้าคลื่น เมื่อรับสัญญาณ ข้อมูลจากเซ็นเซอร์ต่างๆ จะถูกรวมเข้าด้วยกันในลักษณะที่รูปแบบการแผ่รังสีที่คาดหวังจะถูกสังเกตได้เป็นหลัก

ตัวอย่างเช่น ในระบบโซนาร์การส่งคลื่นเสียงใต้น้ำที่มีความคมชัดสูงไปยังเรือที่อยู่ไกลออกไปนั้น ทำได้โดยการส่งคลื่นเสียงที่มีความคมชัดสูงจากลำโพง ทุกตัว ในอาร์เรย์พร้อมกัน ซึ่งจะไม่ประสบความสำเร็จ เพราะเรือจะได้รับฟังคลื่นจากลำโพงที่อยู่ใกล้เรือที่สุดก่อน จากนั้นจึงได้รับฟังคลื่นจากลำโพงที่อยู่ไกลออกไป เทคนิคการสร้างลำแสง (beamforming) คือการส่งคลื่นจากลำโพงแต่ละตัวในเวลาที่ต่างกันเล็กน้อย (โดยลำโพงที่อยู่ใกล้เรือที่สุดจะส่งเป็นตัวสุดท้าย) เพื่อให้คลื่นทุกลูกกระทบเรือพร้อมกัน ทำให้เกิดผลเหมือนกับคลื่นเสียงแรงลูกเดียวจากลำโพงทรงพลังเพียงตัวเดียว เทคนิคเดียวกันนี้สามารถนำไปใช้ในอากาศโดยใช้ลำโพงหรือในเรดาร์/วิทยุโดยใช้เสาอากาศ ได้ เช่นกัน

ในระบบโซนาร์แบบพาสซีฟ และในการรับสัญญาณในระบบโซนาร์แบบแอคทีฟ เทคนิคการสร้างลำแสงเกี่ยวข้องกับการรวมสัญญาณที่หน่วงเวลาจากไฮโดรโฟน แต่ละตัว ในช่วงเวลาที่แตกต่างกันเล็กน้อย (ไฮโดรโฟนที่อยู่ใกล้เป้าหมายที่สุดจะถูกรวมหลังจากช่วงเวลาหน่วงที่นานที่สุด) เพื่อให้สัญญาณทุกตัวไปถึงเอาต์พุตในเวลาเดียวกัน ทำให้เกิดสัญญาณเสียงที่ดังมากราวกับว่าสัญญาณมาจากไฮโดรโฟนตัวเดียวที่มีความไวสูงมาก การสร้างลำแสงในการรับสัญญาณยังสามารถใช้กับไมโครโฟนหรือเสาอากาศเรดาร์ได้อีกด้วย

ใน ระบบ แถบความถี่แคบความล่าช้าของเวลาเทียบเท่ากับ "การเลื่อนเฟส" ดังนั้นในกรณีนี้ แถวของเสาอากาศแต่ละตัวที่เลื่อนไปในปริมาณที่แตกต่างกันเล็กน้อย จึงเรียกว่าอาร์เรย์เฟสระบบแถบความถี่แคบ ซึ่งเป็นแบบทั่วไปของเรดาร์คือระบบที่แบนด์วิดท์เป็นเพียงเศษส่วนเล็กๆ ของความถี่กลาง ใน ระบบ แถบความถี่กว้างการประมาณนี้ใช้ไม่ได้อีกต่อไป ซึ่งเป็นแบบทั่วไปในโซนาร์

ในวงจรรับสัญญาณแบบบีมฟอร์มเมอร์ สัญญาณจากแต่ละเสาอากาศอาจถูกขยายด้วย "น้ำหนัก" ที่แตกต่างกัน สามารถใช้รูปแบบการถ่วงน้ำหนักที่แตกต่างกัน (เช่นDolph–Chebyshev ) เพื่อให้ได้รูปแบบความไวที่ต้องการ จะมีการสร้างลำแสงหลักพร้อมกับจุดอับสัญญาณและลำแสงข้างเคียง นอกจากการควบคุมความกว้างของลำแสงหลัก ( beamwidth ) และระดับของลำแสงข้างเคียงแล้ว ยังสามารถควบคุมตำแหน่งของจุดอับสัญญาณได้อีกด้วย สิ่งนี้มีประโยชน์ในการละเลยสัญญาณรบกวนหรือเครื่องรบกวนในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง ในขณะที่กำลังรับฟังเหตุการณ์ในทิศทางอื่น สามารถได้ผลลัพธ์ที่คล้ายกันในการส่งสัญญาณเช่นกัน

สำหรับรายละเอียดทางคณิตศาสตร์ทั้งหมดเกี่ยวกับการควบคุมทิศทางลำแสงโดยใช้การเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดและเฟส โปรดดูส่วนคณิตศาสตร์ในหัวข้ออาร์เรย์เฟส

เทคนิคการสร้างลำแสงสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทหลักๆ ดังนี้:

• ตัวสร้างลำแสง แบบดั้งเดิม ( ลำแสงคงที่หรือสลับได้ )
• ตัวปรับลำแสงหรืออาร์เรย์เฟส
  • โหมดเพิ่มประสิทธิภาพสัญญาณที่ต้องการ
  • โหมดลดหรือยกเลิกสัญญาณรบกวน

ตัวสร้างลำแสงแบบดั้งเดิม เช่นเมทริกซ์บัตเลอร์ใช้ชุดน้ำหนักและการหน่วงเวลา (หรือเฟส) ที่คงที่เพื่อรวมสัญญาณจากเซ็นเซอร์ในอาร์เรย์ โดยใช้เพียงข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของเซ็นเซอร์ในอวกาศและทิศทางคลื่นที่สนใจเป็นหลัก ในทางตรงกันข้าม เทคนิคการสร้างลำแสงแบบปรับได้ (เช่นMUSIC , SAMV ) โดยทั่วไปจะรวมข้อมูลนี้เข้ากับคุณสมบัติของสัญญาณที่อาร์เรย์ได้รับจริง โดยทั่วไปเพื่อปรับปรุงการปฏิเสธสัญญาณที่ไม่ต้องการจากทิศทางอื่น กระบวนการนี้อาจดำเนินการได้ทั้งในโดเมนเวลาหรือโดเมนความถี่

ดังที่ชื่อบ่งบอกตัวสร้างลำแสงแบบปรับได้ (Adaptive Beamformer)สามารถปรับการตอบสนองให้เข้ากับสถานการณ์ต่างๆ ได้โดยอัตโนมัติ ต้องมีการกำหนดเกณฑ์บางอย่างเพื่อให้การปรับตัวเกิดขึ้นได้ เช่น การลดปริมาณสัญญาณรบกวนโดยรวมให้เหลือน้อยที่สุด เนื่องจากสัญญาณรบกวนแปรผันตามความถี่ ในระบบย่านความถี่กว้าง การดำเนินการในโดเมนความถี่ จึงอาจเป็น ที่ พึงปรารถนา

การสร้างลำแสงอาจต้องใช้การคำนวณอย่างหนัก ระบบโซนาร์แบบเฟสอาร์เรย์มีอัตราการส่งข้อมูลต่ำพอที่จะประมวลผลได้แบบเรียลไทม์ด้วยซอฟต์แวร์ซึ่งมีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะส่งหรือรับสัญญาณได้หลายทิศทางพร้อมกัน ในทางตรงกันข้าม ระบบเรดาร์แบบเฟสอาร์เรย์มีอัตราการส่งข้อมูลสูงมากจนโดยปกติแล้วต้องใช้การประมวลผลด้วยฮาร์ดแวร์เฉพาะ ซึ่งถูกกำหนดไว้ให้ส่งหรือรับสัญญาณได้เพียงทิศทางเดียวในแต่ละครั้ง อย่างไรก็ตามฟิลด์โปรแกรมเมเบิลเกตอาร์เรย์ (FPGA) รุ่นใหม่ มีความเร็วเพียงพอที่จะจัดการกับข้อมูลเรดาร์แบบเรียลไทม์ และสามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้อย่างรวดเร็วเหมือนซอฟต์แวร์ ทำให้เส้นแบ่งระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์นั้นเลือนหายไป

การสร้างลำแสง โซนาร์ใช้เทคนิคที่คล้ายคลึงกับการสร้างลำแสงแม่เหล็กไฟฟ้า แต่มีความแตกต่างกันอย่างมากในรายละเอียดการใช้งาน แอปพลิเคชันโซนาร์มีความถี่ตั้งแต่ 1 เฮิรตซ์ไปจนถึง 2 เมกะเฮิร์ตซ์ และองค์ประกอบของอาร์เรย์อาจมีจำนวนน้อยและขนาดใหญ่ หรืออาจมีจำนวนหลายร้อยแต่มีขนาดเล็กมาก สิ่งนี้จะทำให้ความพยายามในการออกแบบการสร้างลำแสงโซนาร์เปลี่ยนไปอย่างมากระหว่างความต้องการของส่วนประกอบระบบ เช่น "ส่วนหน้า" (ตัวแปลงสัญญาณ ตัวขยายสัญญาณล่วงหน้า และตัวแปลงสัญญาณดิจิทัล) และฮาร์ดแวร์การคำนวณการสร้างลำแสงจริงในขั้นตอนถัดไป โซนาร์ค้นหาภาพแบบหลายองค์ประกอบที่มีความถี่สูงและลำแสงโฟกัส มักใช้การประมวลผลเชิงพื้นที่ลำดับที่ห้า ซึ่งสร้างภาระเทียบเท่ากับความต้องการของเรดาร์ Aegis ต่อโปรเซสเซอร์

ระบบโซนาร์หลายระบบ เช่น ระบบที่ติดตั้งบนตอร์ปิโด ประกอบด้วยอาร์เรย์ขององค์ประกอบมากถึง 100 ชิ้น ซึ่งต้องสามารถควบคุมทิศทางลำแสง ได้ ในมุมมอง 100 องศา และทำงานได้ทั้งในโหมดแอคทีฟและพาสซีฟ

ระบบโซนาร์ถูกใช้งานทั้งแบบแอคทีฟและพาสซีฟในรูปแบบอาร์เรย์ 1 มิติ 2 มิติ และ 3 มิติ

• โดยทั่วไปแล้ว อาร์เรย์ "เส้น" แบบ 1 มิติ มักใช้ในระบบพาสซีฟแบบหลายองค์ประกอบที่ลากจูงไปด้านหลังเรือ และในโซนาร์สแกนด้านข้างแบบ องค์ประกอบเดียวหรือหลายองค์ประกอบ
• อาร์เรย์ "ระนาบ" สองมิติพบได้ทั่วไปในโซนาร์แบบแอคทีฟ/พาสซีฟที่ติดตั้งบนตัวเรือ และโซนาร์สแกนด้านข้างบางประเภท
• ระบบโซนาร์แบบทรงกลมและทรงกระบอกสามมิติถูกนำมาใช้ใน "โดมโซนาร์" ในเรือดำน้ำและเรือ สมัยใหม่

ระบบโซนาร์แตกต่างจากเรดาร์ตรงที่ในบางแอปพลิเคชัน เช่น การค้นหาพื้นที่กว้าง จำเป็นต้องรับฟังทุกทิศทาง และในบางแอปพลิเคชันจำเป็นต้องส่งสัญญาณไปยังทุกทิศทางพร้อมกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ระบบหลายลำแสง ในตัวรับสัญญาณโซนาร์แบบแถบความถี่แคบ เฟสของแต่ละลำแสงสามารถควบคุมได้อย่างสมบูรณ์โดยซอฟต์แวร์ประมวลผลสัญญาณ ซึ่งแตกต่างจากระบบเรดาร์ในปัจจุบันที่ใช้ฮาร์ดแวร์ในการ "รับฟัง" ในทิศทางเดียวในแต่ละครั้ง

ระบบโซนาร์ยังใช้การสร้างลำแสงเพื่อชดเชยปัญหาสำคัญของการแพร่กระจายของเสียงที่ช้ากว่าการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในโซนาร์แบบมองด้านข้าง ความเร็วของระบบลากจูงหรือยานพาหนะที่บรรทุกโซนาร์นั้นเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เพียงพอที่จะทำให้โซนาร์เคลื่อนออกจากบริเวณเสียงสะท้อนกลับ นอกจากอัลกอริธึมการโฟกัสที่ออกแบบมาเพื่อปรับปรุงการรับสัญญาณแล้ว โซนาร์แบบสแกนด้านข้างจำนวนมากยังใช้การควบคุมทิศทางลำแสงเพื่อมองไปข้างหน้าและข้างหลังเพื่อ "จับ" พัลส์ที่เข้ามาซึ่งอาจพลาดไปหากใช้ลำแสงมองด้านข้างเพียงลำเดียว

• บีมฟอร์เมอร์แบบดั้งเดิมอาจเป็นบีมฟอร์เมอร์แบบง่าย หรือที่เรียกว่าบีมฟอร์เมอร์แบบดีเลย์แอนด์ซัม โดยน้ำหนักขององค์ประกอบเสาอากาศทั้งหมดจะมีขนาดเท่ากัน บีมฟอร์เมอร์จะถูกกำหนดทิศทางไปยังทิศทางที่ระบุโดยการเลือกเฟสที่เหมาะสมสำหรับแต่ละเสาอากาศเท่านั้น หากสัญญาณรบกวนไม่สัมพันธ์กันและไม่มีการรบกวนแบบมีทิศทางอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของบีมฟอร์เมอร์ที่มีเสาอากาศรับสัญญาณที่มีกำลัง(โดยที่คือความแปรปรวนของสัญญาณรบกวนหรือกำลังของสัญญาณรบกวน) คือ:${\displaystyle L}$${\displaystyle P}$${\displaystyle \sigma _{n}^{2}}$${\displaystyle {\frac {1}{\sigma _{n}^{2}}}P\cdot L}$
• ตัวสร้างลำแสงแบบปรับทิศทางเป็นศูนย์ (null-steering beamformer)ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้มีการตอบสนองเป็นศูนย์ในทิศทางของตัวรบกวนหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น
• ตัวสร้างลำแสงในโดเมนความถี่จะมองแต่ละช่วงความถี่เป็นสัญญาณแถบความถี่แคบ โดยที่ตัวกรองจะเป็นค่าสัมประสิทธิ์เชิงซ้อน (กล่าวคือ อัตราขยายและการเลื่อนเฟส) ซึ่งได้รับการปรับให้เหมาะสมแยกกันสำหรับแต่ละความถี่

เทคนิคการสร้างลำแสงแบบหน่วงเวลาและรวมใช้ไมโครโฟนหลายตัวเพื่อระบุตำแหน่งแหล่งกำเนิดเสียง ข้อเสียอย่างหนึ่งของเทคนิคนี้คือการปรับตำแหน่งหรือจำนวนไมโครโฟนจะเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของตัวสร้างลำแสงแบบไม่เชิงเส้น นอกจากนี้ เนื่องจากมีชุดค่าผสมที่เป็นไปได้จำนวนมาก จึงยากที่จะหาการกำหนดค่าที่ดีที่สุดได้ด้วยวิธีการคำนวณ หนึ่งในเทคนิคที่ใช้แก้ปัญหานี้คือการใช้อัลกอริธึมทางพันธุกรรม อั ลกอริธึ มดังกล่าวจะค้นหา การกำหนดค่า อาร์เรย์ไมโครโฟน ที่ให้อัตราส่วน สัญญาณต่อเสียงรบกวนสูงสุดสำหรับแต่ละทิศทางที่กำหนด การทดลองแสดงให้เห็นว่าอัลกอริธึมดังกล่าวสามารถค้นหาการกำหนดค่าที่ดีที่สุดของพื้นที่การค้นหาที่จำกัดซึ่งประกอบด้วยโซลูชันประมาณ 33 ล้านรายการได้ภายในไม่กี่วินาที แทนที่จะเป็นหลายวัน^{[ 2 ]}

เทคนิคการสร้างลำแสงที่ใช้ในมาตรฐานโทรศัพท์มือถือ ได้พัฒนาขึ้นเรื่อยๆ ในแต่ละรุ่น จนสามารถใช้ระบบที่ซับซ้อนมากขึ้นเพื่อให้ได้เซลล์ที่มีความหนาแน่นสูงขึ้นและมีอัตราการรับส่งข้อมูลสูงขึ้น

• โหมดพาสซีฟ: โซลูชันที่ (เกือบ) ไม่เป็นมาตรฐาน
  • ระบบการเข้าถึงหลายผู้ใช้แบบแบ่งรหัสย่านความถี่กว้าง ( WCDMA ) รองรับ การสร้างลำแสงตาม ทิศทางการมาถึง (DOA)
• โหมดใช้งาน: โซลูชันมาตรฐานที่บังคับใช้
  • 2G – การเลือกเสาอากาศส่งสัญญาณเป็นการสร้างลำแสงขั้นพื้นฐาน^{[ 3 ]}
  • 3G – WCDMA: การสร้างลำแสงด้วยชุดเสาอากาศส่งสัญญาณ (TxAA)
  • วิวัฒนาการของ 3G – LTE/UMB: การสร้างลำแสงโดยใช้ การเข้ารหัส ล่วงหน้า แบบหลายอินพุตหลายเอาต์พุต (MIMO) ร่วมกับ การเข้าถึงหลายผู้ใช้แบบแบ่งพื้นที่บางส่วน(SDMA)
  • นอกเหนือจาก 3G (4G, 5G...) – คาดว่าจะมีการพัฒนาโซลูชันการสร้างลำแสงขั้นสูงยิ่งขึ้นเพื่อรองรับ SDMA เช่น การสร้างลำแสงแบบวงปิดและการสร้างลำแสงแบบหลายมิติ

อุปกรณ์ Wi-Fi 802.11ac สำหรับผู้บริโภค ที่มีความสามารถ MIMO เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งสามารถรองรับการสร้างลำแสงเพื่อเพิ่ม อัตราการสื่อสารข้อมูล^{[ 4 ]}

ในการรับสัญญาณ (แต่ไม่ใช่การส่งสัญญาณ) มีความแตกต่างระหว่างการสร้างลำแสงแบบอนาล็อกและแบบดิจิทัล ตัวอย่างเช่น หากมีองค์ประกอบเซ็นเซอร์ 100 ตัว วิธีการ "สร้างลำแสงแบบดิจิทัล" หมายความว่าสัญญาณแต่ละตัวจาก 100 สัญญาณจะผ่านตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิทัลเพื่อสร้างสตรีมข้อมูลดิจิทัล 100 สตรีม จากนั้นสตรีมข้อมูลเหล่านี้จะถูกรวมเข้าด้วยกันแบบดิจิทัล โดยใช้ตัวคูณขนาดหรือการเลื่อนเฟสที่เหมาะสม เพื่อให้ได้สัญญาณรวม ในทางตรงกันข้าม วิธีการ "สร้างลำแสงแบบอนาล็อก" เกี่ยวข้องกับการนำสัญญาณอนาล็อก 100 สัญญาณมาปรับขนาดหรือเลื่อนเฟสโดยใช้วิธีการอนาล็อก รวมเข้าด้วยกัน แล้วโดยปกติจะแปลงสตรีมข้อมูลเอาต์พุต เดียว ให้เป็นดิจิทัล

การสร้างลำแสงแบบดิจิทัลมีข้อดีคือ สตรีมข้อมูลดิจิทัล (100 ในตัวอย่างนี้) สามารถจัดการและรวมเข้าด้วยกันได้หลายวิธีแบบขนาน เพื่อให้ได้สัญญาณเอาต์พุตที่แตกต่างกันมากมายแบบขนาน สามารถวัดสัญญาณจากทุกทิศทางพร้อมกันได้ และสามารถรวมสัญญาณในช่วงเวลาที่นานขึ้นเมื่อศึกษาวัตถุที่อยู่ไกลออกไป และรวมสัญญาณในช่วงเวลาที่สั้นลงเพื่อศึกษาวัตถุที่เคลื่อนที่เร็วในระยะใกล้ เป็นต้น^{[ 5 ]}สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับการสร้างลำแสงแบบอนาล็อก ไม่เพียงเพราะการรวมสัญญาณแบบขนานแต่ละครั้งต้องใช้วงจรของตัวเอง แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือ ข้อมูลดิจิทัลสามารถคัดลอกได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่ข้อมูลอนาล็อกไม่สามารถทำได้ (มีพลังงานอนาล็อกจำกัด และการขยายสัญญาณจะเพิ่มสัญญาณรบกวน) ดังนั้น หากสัญญาณอนาล็อกที่ได้รับถูกแบ่งออกและส่งไปยังวงจรการรวมสัญญาณที่แตกต่างกันจำนวนมาก อาจทำให้อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของแต่ละวงจรลดลง

ในระบบสื่อสาร MIMO ที่มีเสาอากาศจำนวนมาก หรือที่เรียกว่าระบบ Massive MIMO นั้น อัลกอริทึมการสร้างลำแสงที่ทำงานในย่านความถี่ ดิจิทัล อาจมีความซับซ้อนมาก นอกจากนี้ หากการสร้างลำแสงทั้งหมดทำในย่านความถี่พื้นฐาน เสาอากาศแต่ละตัวจะต้องมี ตัวป้อนสัญญาณ RF ของตัวเอง ซึ่งในความถี่สูงและจำนวนองค์ประกอบเสาอากาศจำนวนมาก อาจทำให้มีต้นทุนสูงมาก และเพิ่มการสูญเสียและความซับซ้อนในระบบ เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ จึงมีการเสนอการสร้างลำแสงแบบไฮบริด ซึ่งการสร้างลำแสงบางส่วนทำโดยใช้ส่วนประกอบอนาล็อกแทนที่จะเป็นดิจิทัล

มีฟังก์ชันต่างๆ มากมายที่สามารถดำเนินการได้โดยใช้ส่วนประกอบอนาล็อกแทนที่จะใช้เบสแบนด์ดิจิทัล^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

การสร้างลำแสง ไม่ว่าจะทำแบบดิจิทัลหรือโดยใช้สถาปัตยกรรมแบบอนาล็อก เพิ่งถูกนำมาประยุกต์ใช้ในเทคโนโลยีการตรวจจับและการสื่อสารแบบบูรณาการ (ISAC) ^{[ 9 ]}หรือที่รู้จักกันในชื่อการสื่อสารและการตรวจจับร่วม (JCAS) ^{[ 10 ]}ตัวอย่างเช่น มีการเสนอให้ใช้บีมฟอร์มเมอร์ในสถานการณ์ที่มีข้อมูลสถานะช่องสัญญาณไม่สมบูรณ์ เพื่อดำเนินการสื่อสาร ในขณะเดียวกันก็ทำการตรวจจับเป้าหมายเพื่อรับรู้เป้าหมายในฉาก^{[ 11 ]}

การสร้างลำแสง (Beamforming) สามารถนำมาใช้เพื่อพยายามแยกแหล่งกำเนิดเสียงในห้อง เช่น ลำโพงหลายตัวในปัญหาปาร์ตี้ค็อกเทลซึ่งจำเป็นต้องทราบตำแหน่งของลำโพงล่วงหน้า ตัวอย่างเช่น โดยใช้เวลาที่เสียงเดินทางจากแหล่งกำเนิดไปยังไมโครโฟนในอาร์เรย์ และอนุมานตำแหน่งจากระยะทาง

เมื่อเปรียบเทียบกับ การสื่อสาร ด้วยคลื่นพาหะเสียงธรรมชาติประกอบด้วยความถี่หลากหลาย การแยกแถบความถี่ก่อนการสร้างลำแสงจึงเป็นสิ่งที่มีประโยชน์ เพราะความถี่ที่แตกต่างกันจะมีตัวกรองลำแสงที่เหมาะสมที่สุดแตกต่างกัน (ดังนั้นจึงสามารถจัดการเป็นปัญหาแยกกันได้ในแบบคู่ขนาน แล้วจึงนำมารวมกันใหม่ในภายหลัง) การแยกแถบความถี่เหล่านี้อย่างถูกต้องนั้นต้องใช้ชุดตัวกรอง แบบพิเศษที่ไม่เป็นมาตรฐาน ในทางตรงกันข้าม ตัวอย่างเช่น ตัวกรองแถบความถี่ แบบ Fast Fourier Transform (FFT) มาตรฐานนั้นถือว่าความถี่ที่มีอยู่ในสัญญาณมีเพียงฮาร์มอนิก ที่แน่นอนเท่านั้น ความถี่ที่อยู่ระหว่างฮาร์มอนิกเหล่านี้มักจะกระตุ้นช่องสัญญาณ FFT ทั้งหมด (ซึ่งไม่ใช่สิ่งที่ต้องการในการวิเคราะห์ลำแสง) ในทางกลับกัน สามารถออกแบบตัวกรองที่ตรวจจับเฉพาะความถี่เฉพาะที่ในแต่ละช่องสัญญาณ (ในขณะที่ยังคงคุณสมบัติการรวมกันเพื่อให้สามารถสร้างสัญญาณดั้งเดิมขึ้นมาใหม่ได้) และโดยทั่วไปแล้วตัวกรองเหล่านี้จะไม่ตั้งฉากกัน ซึ่งแตกต่างจากฐาน FFT

• ความหลากหลายของเสาอากาศ  – วิธีการสำรองข้อมูลเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือในการสื่อสาร
• การสังเคราะห์รูรับแสง  – การผสมสัญญาณจากกล้องโทรทรรศน์หลายตัวเพื่อสร้างภาพที่มีความละเอียดเชิงมุมสูง
• ข้อมูลสถานะช่องสัญญาณ  – คุณสมบัติช่องสัญญาณที่ทราบของลิงก์การสื่อสาร
• การเข้ารหัสกระดาษสกปรก ( DPC ) – เทคนิคการเข้ารหัสที่สามารถชดเชยการรบกวนที่ทราบแล้วได้
• ไม้บรรทัดโกลอมบ์  – ชุดเครื่องหมายตามแนวไม้บรรทัด โดยที่ไม่มีเครื่องหมายสองคู่ใดอยู่ห่างกันในระยะเท่ากัน
• MUSIC  – อัลกอริทึมที่ใช้สำหรับการประมาณความถี่และการหาทิศทางของคลื่นวิทยุ
• ชุดไมโครโฟน  – กลุ่มไมโครโฟนที่ทำงานร่วมกัน
• เครื่องวัดความลึกแบบหลายลำแสง  – โซนาร์ชนิดหนึ่งที่ใช้ในการทำแผนที่พื้นทะเล
• ดินสอ (ทัศนศาสตร์)  – ลำแสงแคบของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าหรืออนุภาคที่มีประจุ
• เพริโอโดแกรม  – การประมาณค่าความหนาแน่นสเปกตรัมของสัญญาณ
• เสาอากาศแบบปรับเปลี่ยนได้  – เสาอากาศที่สามารถปรับเปลี่ยนความถี่และคุณสมบัติการแผ่รังสีได้อย่างไดนามิก
• SAMV  – อัลกอริทึมความละเอียดสูงพิเศษแบบไม่ต้องใช้พารามิเตอร์
• เครือข่ายตรวจวัดแผ่นดินไหว  – ระบบที่เชื่อมต่อเครื่องวัดแผ่นดินไหวเข้าด้วยกัน
• อาร์เรย์เซ็นเซอร์  – กลุ่มของเซ็นเซอร์ที่ใช้เพื่อเพิ่มกำลังขยายหรือมิติในการตรวจจับมากกว่าเซ็นเซอร์ตัวเดียว
• เสาอากาศอัจฉริยะ  – ชุดเสาอากาศพร้อมอัลกอริธึมประมวลผลสัญญาณอัจฉริยะ
• รหัสบล็อกเวลา-อวกาศ  – ตัวเลือก WiFi
• รหัสเวลา-อวกาศ  – วิธีการในระบบสื่อสารไร้สาย
• การมัลติเพล็กซ์เชิงพื้นที่  – เทคนิคการส่งสัญญาณไร้สาย MIMO
• โซนาร์แบบสังเคราะห์รูรับ  แสง – รูปแบบหนึ่งของโซนาร์ที่ใช้การประมวลผลข้อมูลโซนาร์ภายหลังหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้น ๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง
• การวัดสนามแม่เหล็กด้วยรูรับแสงสังเคราะห์ ( SAM ) – แนวทางการสร้างลำแสงแบบไม่เชิงเส้น
• เรดาร์แบบสังเคราะห์รูรับแสง  – เรดาร์ชนิดหนึ่งที่ใช้สร้างภาพภูมิประเทศ
  • เรดาร์สังเคราะห์รูรับแสงผกผัน ( ISAR ) – เทคนิคการสร้างแผนที่เรดาร์ 2 มิติ
• คำสาปของอาร์เรย์ที่บางลง  – ทฤษฎีบทในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของเสาอากาศ
• การสร้างลำแสงสามมิติ
• WSDMAหรือที่รู้จักกันในชื่อ Wideband Space Division Multiple Access – วิธีการเข้าถึงช่องสัญญาณแบนด์วิดท์สูง
• ฟังก์ชันหน้าต่าง  – ฟังก์ชันที่ใช้ในการประมวลผลสัญญาณ
• การเข้ารหัสล่วงหน้าแบบบังคับศูนย์

• ภาพเคลื่อนไหวแสดงการควบคุมทิศทางลำแสงโดยใช้อาร์เรย์เฟสบน YouTube
• การสร้างลำแสง MU-MIMO ด้วยการแทรกสอดแบบเสริมกันโครงการสาธิตของ Wolfram