宽带相控阵雷达除了具有常规相控阵雷达的优点以外,采用的宽带信号可获得距离高分辨力,且兼具良好的低截获概率(LPI)特性,从而为解决多目标分辨和分类识别、提高相控阵雷达的抗干扰能力等难题提供了解决途径。数字化技术在宽带相控阵雷达系统中引入后,易于通过时延调整,更方便地实现发射数字波束形成(DBF)和接收DBF,能同时形成收发多波束,为资源调度提供了极大的灵活性。宽带相控阵与数字化技术相结合的宽带数字阵列雷达(WB-DAR)是一种先进、理想的雷达体制,有着迫切的需求和广泛的应用前景。WB-DAR以宽带数字化为特征,较之常规相控阵雷达,在体系结构、宽带波束形成技术、数字化重构技术等诸多方面都有革新。在WB-DAR系统从理论研究逐步向实际系统发展的阶段,亟待对WB-DAR体系结构、射频采样、基于数字时延的波束形成方法及低旁瓣脉冲压缩技术等关键技术进行研究,以推动WB-DAR系统的相关理论发展和实际应用。本文的研究工作正是围绕这一主题进行,主要研究工作包括：1、研究了WB-DAR系统的通用体系结构。对比分析了国内外典型宽带数字阵列雷达的系统结构,提出了一种基于均匀线阵的全发射全接收WB-DAR系统的通用架构,并对关键分机系统的通用架构进行了详细分析,给出了分机的主要功能、组成结构、关键信号和接口。该通用架构结构简单,功能划分明确,充分考虑了宽带数字化系统的特点,为类似系统的研制工作提供了方案蓝本。2、研究了WB-DAR系统射频采样技术。首先指出了WB-DAR采用射频采样方式的必要性,针对单通道射频采样问题,讨论了基于信号完整性的高速模数混合电路设计方法,总结了电路设计准则,成功研制了高速高精度数据采集实验系统,性能优良,验证了设计准则的有效性。对影响射频采样性能的关键因素之一——孔径抖动进行了研究,详细分析了孔径抖动对系统性能的影响,得到的结论对实际系统的设计实现有指导意义。在此基础上,进一步研究了多通道射频采样不同步的问题,给出了采样不同步对波束形成性能影响的理论分析,并提出了一种基于最大似然估计和分数时延滤波器测量通道固定时延的方法,该方法需要一定额外资源,但采用并行结构,易于在WB-DAR系统硬件的FPGA平台上实现。3、研究了基于数字时延的宽带波束形成技术。建立了基于时延宽带波束形成的天线方向图分析模型,并从WB-DAR系统的实际需求出发,提出了广义方向图概念,并建立了分析模型。指出了宽带数字波束形成不能采用移相方法的原因,提出了高采样率下整数时延结合移相的宽带DBF方法,对该方法进行了理论分析、计算机仿真和实际测试验证,证明了该方法能消除孔径渡越效应,形成宽带波束。针对射频采样WB-DAR的结构特点,提出了一种将抗混叠滤波与可变分数时延滤波器相结合并进行多相分解的实时波束形成结构,能够有效简化系统结构,提高延时精度,并实现接近连续可变的分数时延调整。对拉格朗日内插法、最小二乘法、最小二乘结合样条内插法进行对比分析,找到了合适的组合滤波器设计方法。通过仿真验证了引入分数时延后波束指向精度的改善。4、对低旁瓣脉冲压缩方法进行了研究。对WB-DAR系统常用的线性调频(LFM)脉冲信号进行了理论分析,总结和对比了公开文献中的多种脉冲压缩实现方法,提出了一种低旁瓣脉冲压缩滤波器的设计方法,在可采用硬件实时实现的前提下,理论上能够得到97dB以上的脉压主副比,并对脉冲压缩后输出信号的信噪比损失、主瓣展宽、多普勒灵敏度等问题进行了仿真分析,最后进行了硬件测试验证,证明了该方法能够有效改善旁瓣抑制水平。5、参与完成了一部WB-DAR实验样机的研制与系统试验工作,该实验样机采用本文提出的通用系统架构进行系统设计,突破了射频采样、高速数据传输、宽带数字波束形成、宽带高速信号处理等关键技术,取得了试验成功。