超宽带时控阵列是一种新型的雷达阵列,发射的信号为无载波超宽带信号,通过阵元间的延时控制来实现波束扫描和目标探测,具有成本低、功耗小、波束控制灵活、高距离分辨率、方向图无栅瓣等优点,受到了人们的重视和研究。本论文以无载波超宽带信号的时域特性和频域特性为基础,对传统的相控阵列、超宽带信号的时域波形合成、超宽带时控阵列时域方向图、超宽带雷达阵列回波信号目标角度测量等方面进行了全面的分析和研究。论文主要开展了以下的研究工作:（1）根据超宽带信号的定义对无载波超宽带信号进行了分析。采用了高斯脉冲信号及其高阶导数脉冲信号来模拟无载波超宽带信号,仿真了无载波超宽带信号的时域峰峰值、脉冲宽度和阶数对频域的影响,以及高斯白噪声对信号时域和频域的影响。（2）根据相控阵列理论仿真了方向图,硬件方面设计了一款移相器电路。实验测试了窄带正弦波信号和无载波超宽带信号经移相器电路后的波形相位变化,对其进行了分析。（3）分析了无载波超宽带信号的稳定度对于波形合成的影响。分别仿真并分析了波形稳定度和时基稳定度对两个超宽带信号波形合成的影响,以及时控阵列各阵元发射波形的延时差是否一致对于时域波形合成效果的影响。（4）根据理论推导了天线有无方向性时,时控阵列的时域方向图公式。仿真了五阵元超宽带时控阵列的时域方向图,同时考虑了阵元数目和阵元间距对时域方向图的影响。（5）研究了超宽带雷达阵列的几种目标角度测量算法。仿真分析了各种算法对于相干回波信号的分辨效果,并进一步研究了阵元数、信噪比和快拍数对于算法分辨能力的影响。本文研究的超宽带时控阵列,从理论方面进行了充分的分析和仿真,为进一步的工程应用提供了理论依据。