波达方向估计是雷达对抗侦察领域重要研究方向。近年来,目标信源呈现数量众多、分布密集、复杂多变等特点,传统的估计算法越来越难以满足当前雷达对抗侦察任务的需求。稀疏阵列天线是指阵元间距大于信源半波长的阵列天线。相比于阵元数目相同的常规满秩阵列,稀疏阵列拥有更大的阵列孔径,更高的测向精度,更强的角度分辨力和更多的可同时测量信源数目。因此,稀疏阵列测向逐渐变为了侦察领域的研究热门。论文以稀疏阵列测向为研究方向,研究了稀疏阵列结构和模糊角度的关系以及相应的测向算法,仿真实验验证了所提算法的优越性。主要工作如下:1.研究了稀疏阵列本身的模糊特性,推导阵元相对位置与稀疏阵列角度估计之间的关联。分析了阵元相对位置的最大公约数与子空间类算法空间谱的联系,通过在稀疏均匀阵列特定位置添加新的阵元的方法,对稀疏阵列的导向矢量进行修正,可有效抑制模糊角度的产生。2.针对稀疏阵列多信号处理问题,提出了一种基于Toeplitz矩阵重构的嵌套阵DOA估计算法。通过对阵列接收信号协方差矩阵进行向量化处理,将二级嵌套阵列扩展为虚拟等间距线阵,增加了阵列孔径和阵列自由度。然后利用处理后的信号构造伪协方差矩阵,结合MUSIC算法在阵元数目小于入射信号个数的条件下实现了高精度DOA估计。3.针对二级嵌套阵单快拍数据DOA估计问题,提出了一种利用二次搜索法的单快拍DOA估计算法。首先将嵌套阵分为阵元间距等于信源半波长和大于信源半波长的两个均匀子阵,利用两子阵接收的单快拍数据分别构造伪协方差矩阵,利用MUSIC算法进行第一次空间谱搜索得到低精度无模糊的入射角,最后进行二次搜索得到高精度无模糊入射角。4.针对非均匀稀疏阵列DOA估计问题,提出了一种基于虚拟阵列变换的非均匀稀疏阵DOA估计算法。首先对非均匀稀疏阵接收信号协方差矩阵进行向量化处理,通过Khatri-Rao积运算得到新的接收信号模型,然后通过虚拟阵列变换将阵列变为孔径相同的虚拟均匀线阵。利用空间平滑算法恢复虚拟均匀线阵等效协方差矩阵的秩,最后结合子空间类算法实现DOA估计。