宽带雷达和宽带通信技术的发展,推动了宽带数字阵列的发展。宽带数字阵列天线发射或接收的是宽带信号,如果对宽带信号采用传统的窄带波束形成技术,则会因为空间色散问题引起波束指向偏移、扫描不准和有效分辨率降低;还会因为时间色散问题而使得传统的相位加权无法实现宽带信号的延时校正。为了克服这个问题,实现宽带宽角扫描,目前采用真实时间延迟线取代传统相控阵中的各天线单元的移相器,但是模拟的实时延时器通常只能进行固定数值的延时,为了实现任意数值的准确的延时,我们要依靠数字延时滤波器,本课题主要针对大口径宽带相控阵天线波束合成技术的研究,解决宽带相控阵天线实现的技术问题,主要的思想就是子阵加数字延时滤波器的结构,对于每个子阵采用传统的窄带的方法,每个子阵之间采用数字延时滤波器,研究内容主要包括以下几部分:(1)分析了窄带相控阵和宽带相控阵天线的基本结构。介绍了窄带相控阵天线的基本模型和数学原理,以及时间色散和空色散给宽带信号带来的影响。由于宽带数字阵列天线发射或接收的是宽带信号,发送和接收时信号的幅度和相位变化不能被忽略,因此其数学模型与窄带信号的数学模型有所不同,我们可以根据窄带信号的数学模型建立子阵结构的宽带信号的阵列处理数学模型。(2)研究了子阵划分的方法。对于宽带系统来说,采用子阵模式的目的是为了克服大孔径阵列的时间色散和孔径色散。在宽带系统下,阵列孔径较大,阵元数量很多,如果对每个阵元通道都采用延时器,则延时器的数量非常大,在数字实现的情况下,系统非常复杂,所以我们要把宽带系统划分成子阵的模式,进一步研究怎样划分才能满足信号带宽的要求,即确定子阵的规模。(3)研究了数字延时滤波器的设计方法。它可以对输入的信号进行任意的延时,用于子阵之间的延时处理,延时滤波器的设计包括了以下几种方法:时域方法、频域方法、Farrow结构的滤波器。设计这几种滤波器的关键就是滤波器系数设定,其决定了延时的多少。将以上几种滤波器的系数表达式计算出来,然后根据系数表达式,对发射阵列和接收阵列下分别采用上述几种延时滤波器的设计方法进行MATLAB仿真,比较几种延时滤波器的优缺点。