数字波束形成在雷达中有着广泛应用,对提高雷达接收信号信噪比、抑制干扰、提高生存能力等方面有着重要意义。经过多年的研究,窄带波束形成技术已经比较成熟,但各种新需求的提出以及电子技术的发展,使得雷达越来越多地使用宽带甚至超宽带信号,窄带波束形成技术越来越多地体现出不足。近些年宽带数字波束形成技术研究有了很大进展,但现有算法在处理带宽、波束精度、实现复杂度、抗干扰能力等方面仍有很大改进空间。本文对雷达系统中的宽带数字波束形成算法进行了研究,做了以下几项工作:1.研究了频域宽带自适应波束形成技术中的ISM和CSM波束形成算法,指出ISM算法不能处理相干信号,CSM算法通过聚焦变换消除了相干源相关矩阵的奇异性,从而可以处理相干信号,文中研究了SST、RSS和LS三种CSM算法,然后采用ISM和几种CSM算法在不同信号带宽和干扰带宽条件下对宽带波束形成进行了仿真,仿真表明几种算法均可形成有效的宽带波束图。2.分析了常规波束形成算法在宽带信号处理中存在的问题,指出可以将延时处理加入到常规波束形成中,使其能用于宽带波束形成,但整数延时波束性能较差,可以采用具有高延时精度的分数延时滤波器进行延时。文中研究了窗函数、Farrow结构和双曲结构三种分数延时滤波器,并将它们用于宽带波束形成。仿真结果表明,三者均能形成接近理想的宽带波束图,而且后两种方法可以在不改变滤波器系数的情况下改变波束指向。3.研究了宽带发射多波束形成技术。并行多波束方法中每个波束都独立可控,方便调整,但资源消耗较大。文中将双曲结构分数延时滤波器用于单个发射波束形成,研究了宽带发射多波束形成算法,并针对资源消耗问题做了两种优化,一种是多个波束共用分数延时滤波器的部分子滤波器,另一种是共用整个分数延时滤波器。最后采用两种优化结构仿真实现了宽带发射多波束形成,证明了方案的可行性。