单脉冲技术通过同时比较多个波束的输出来消除回波幅度随时间变化造成的影响,在高精度跟踪测量雷达中广泛应用。传统单脉冲主要是通过多个馈源或者多模馈源来发射和接收波束,根据同时接收到的波束比较得到误差电压进而调整机械转轴来精确定位。该误差电压的产生与和差波束以及单脉冲比直接相关。由于传统单脉冲雷达机械转轴笨重,馈源方式复杂,无法抵抗外来干扰,现可以利用基于阵列天线的数字单脉冲雷达技术实现精确定位。本文基于阵列天线波束合成技术,主要针对数字单脉冲雷达有限约束下精确跟踪开展研究,重点研究和差波束和单脉冲比曲线。研究的内容主要从以下三个方面展开:①开展旁瓣电平约束下数字单脉冲性能研究。根据阵列波束赋形技术,以线阵为例,对比分析了幅度加权为均匀加权、切比雪夫加权、泰勒加权以及贝利斯加权情况下和差单脉冲和单脉冲比曲线的变化情况。分析表明,和方向图切比雪夫和泰勒加权时满足旁瓣电平需求,差方向图在贝利斯加权下满足旁瓣电平需求;且四种分布下针对主波束半波束带宽的归一化单脉冲比曲线变化不大。②提出了精确指向约束下的波束指向不变性算法。阵列天线波束合成的和差波束随着空间跟踪角度的变化波瓣宽度发生变化,导致实测方向和目标方向存在一定的误差。本文在前人研究的基础上,基于遗传算法,给出分别优化和差波束以及通过优化两波束直接和差得到和差波束两种方法来实现和波束的恒定束宽,并能保证单脉冲比曲线的准确指向和对称性。仿真结果表明,该方法满足方向不变恒定束宽,且能保证波束方向精确指向。③开展定向阵元下,数字单脉冲雷达系统的研究。以半波偶极子以及余弦分布方向图为例分析了阵列在高斯白噪声的影响下,和差波束以及单脉冲比曲线的变化情况,并给出5位量化的单脉冲比误差随着信噪比及空间扫描角度的变化曲线。