宽带相控阵雷达因具有分辨率高、目标分类和识别能力强、抗干扰能力强、可靠性高以及能对密集目标进行检测和跟踪的优势,使得世界各国都在加紧相控阵雷达的研究和应用。宽带波束形成是宽带相控阵雷达的关键技术之一,需要针对宽带信号的特点研究相应的波束形成技术。本文以宽带相控阵雷达为研究对象,从构建宽带相控阵回波信号模型出发,主要研究适用于宽带相控阵雷达的波束形成算法。本文的主要内容包括:1.研究了基于分数时延的宽带波束形成方法。根据宽带信号的特点构建宽带相控阵回波信号模型,对基于普通移相法的宽带波束形成方法的缺点进行了分析,并介绍了基于分数时延的宽带相控阵雷达波束形成结构。2.研究了子阵级的宽带波束形成技术。介绍了一种可以实现的子阵级宽带波束形成结构。并通过仿真验证结构波束形成性能。为了解决传统的宽带阵列雷达子阵划分法旁瓣电平较高的问题,在采用规则重叠划分子阵的方法的基础上通过加窗处理来抑制旁瓣,最后通过仿真实验说明该方法能够起到良好的旁瓣抑制效果。3.研究了宽带自适应波束形成算法,包括频域波束形成和空时波束形成两大类算法。首先分别对非相干信号子空间法(ISM)和相干信号子空间(CSM)这两种频域波束形成算法进行了原理阐述和仿真分析,验证了这两种频域波束形成算法在干扰抑制方面的有效性。然后介绍了Frost空时波束形成算法原理,通过仿真来验证该算法的波束形成性能。由于在实际应用过程中预延迟补偿不可避免的会出现误差,如果有误差存在则会明显降低性能,所以针对该缺陷介绍了不需要进行预延迟补偿的波束形成算法,仿真结果表明该算法不仅可以使得期望信号无失真地通过,也可以在干扰处形成零陷。4.由于宽带相控阵雷达系统中经常使用线性调频信号,可根据该种信号本身的特性采用去斜技术进行波束形成。根据接收处理结构的不同提出了三种基于去斜处理的宽带波束形成方法,并对这三种方法的处理流程进行了分析说明。考虑到实际工程实现的成本和复杂度等问题,重点对基于多混频信号接收去斜处理的宽带波束形成方法进行分析,最后针对大型阵列雷达系统考虑了在子阵级采用去斜技术进行波束形成。