数字波束形成,可通过控制阵列天线的幅相加权,灵活地控制波束的指向和波束形状,在通信、雷达、导航等领域有广泛的应用前景。相比于传统的模拟波束形成方法,数字波束形成更易于实现发射多波束、接收多波束。随着数字信号处理技术、可编程器件性能的不断提升,越来越多的数字信号处理算法、模块能够在FPGA（Field Programmable Gate Array）中实现,为通信、雷达等实时处理平台的实现提供了极大便利。本文基于均匀平面阵列天线,对发射数字多波束和接收数字多波束的结构和算法进行研究,并在FPGA中予以实现,主要工作如下:1、本文分析了多种数字多波束形成算法,并进行了仿真验证。对于正交投影波束形成算法,仿真结果表明该算法可以实现相互正交的多波束发射与接收,有效降低了波束间的相互干扰。针对干扰方向估计存在误差可能导致零陷不能对准真实干扰方向的问题,文中采用两种方式对零陷进行展宽,并对这两种方法的展宽效果进行了仿真分析。对于LMS（Least Mean Square）波束形成算法,文中分析了其在数据率较高需要并行处理时的效果,仿真结果表明,并行处理后该算法依然能够收敛,但是收敛速度变慢。2、对发射多波束与接收多波束的基本参数与包括插值滤波、滤波抽取、混频、波束形成的各个信号处理模块进行设计。通过对信号处理流程的分析比较,采用中频波束形成与多级采样率变换的结构,降低了资源消耗。然后对发射多波束与接收多波束的整体结构进行仿真,验证了设计的正确性,为下一步的FPGA实现打下基础。3、对发射多波束与接收多波束的各个模块进行FPGA实现。在实现过程中,通过对结构进行并行化处理,解决了数据率较高无法运行的问题。通过采用CORDIC（Coordinate Rotation Digital Computer）算法、多相滤波等方法对实现结构进行优化,降低了资源消耗与能耗并提高了运行稳定性。最后通过功能仿真与测试验证了设计的正确性。