宽带数字阵列雷达是采用宽带信号波形而且发射和接收都使用数字波束形成技术的全数字化阵列天线雷达。对于宽带数字阵雷达,传统的波束形成方法会导致天线波束指向不准和主瓣展宽,为此需要使用时延补偿单元取代传统窄带相控阵中的移相单元。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,可以引入分数时延滤波器。本论文详细研究了分数时延滤波器用于宽带数字波束形成的问题。本文首先通过对一种分数时延滤波器设计方法及宽带数字阵波束形成原理的分析,设计了针对有载波宽带雷达信号的数字波束形成结构。接着本文介绍了三种分数时延滤波器的设计算法:加窗法、最大平坦准则和Farrow结构。本文中比较了三种分数时延滤波器设计方法的性能,结果表明:分数时延滤波器的时延性能与前端采样率、滤波器阶数和系数量化位数有关,文中给出了详细的结果。本文还分析了三种设计方法应用于宽带数字阵雷达时对系统性能的影响,仿真表明当分数时延滤波器的线性时延带宽满足系统需求时,宽带数字阵列雷达可以获得较好的波束形成效果和脉冲压缩性能。最后,本文中讨论了采用分数时延滤波器实现宽带数字波束形成时,子阵时延单元移相方法和有限字长效应对系统性能的影响。结果表明:当选择合理的子阵数时,采用子阵时延单元移相技术可以在保证雷达波束形成效果和脉冲压缩性能的基础上降低雷达实现的复杂度和雷达的成本。当选取适当的量化位数时,滤波器系数量化、数字移相幅度量化和输入AD量化的量化误差均可以忽略不计。另外,本文还给出了两种分数时延滤波器的高效实现结构。