刘子龙，丁淑娟，孙广俊，张曙光

(中国电波传播研究所，山东 青岛 266107)

0 引言

随着宽带波束形成技术在声纳、雷达、通信、医疗、麦克风阵列等科研领域的广泛应用，对应的理论研究和实现方法也是层出不穷:既有近场的，也有远场的;既有固定波束的，也有自适应处理的;既有时域实现的，也有频域合成的等。但在众多的研究内容和实现方法中，很少有对波束形成的整个流程做出仿真和论证的，为此，本文就固定波束宽带恒定束宽响应波束形成器［1～5］的整个实现过程进行了研究与论证，并通过理论分析与仿真证实了本文所述方法的正确性。

1 预延时

预延时是数字宽带波束形成器的重要组成部分，它的主要作用是调节波束指向。早期的宽带阵列产品是通过机械扫描(旋转天线)来实现方向扫描的，由于其缺乏灵活性，逐渐被其他延时技术所代替。

数字延时线是广泛使用的延时技术之一，文献［5］等给出了用数字延时线来调节波束指向的实现方法，以一维沿x轴排列的均匀线阵为例，如图1所示，各天线阵元编号分别为1，2，…M，纵坐标代表阵列法向。当来波方向(DOA，direction of arrival)偏离阵列法向夹角θ时，把各天线接收信号的延时可分解为整数倍采样间隔(Ts)的时间延时和小数倍采样间隔的时间延时Δtm的和(参考图1)，即

前者用数字延时线来代替，而后者忽略不计，这样，在采样频率较高时，可以近似认为各天线同步采集到了来波方向信号的同一波前，即波束指向来波方向。……