智能天线技术是现代阵列信号处理中的重要研究内容,在雷达、通信、电子对抗等诸多领域有着极为广阔的应用前景。由于其在提高频谱利用率、增加系统容量及抑制干扰等方面具有良好的性能,因而吸引了国内外大量的专家学者及科研机构进行深入系统的研究。本文基于某通信预研项目背景,针对阵列小型化、低成本、实时性、高性能、高机动性等实际应用需求,重点对甚／特高频智能天线波达方向估计及相关技术的应用及实现进行分析与研究。本文主要工作如下：1.考虑到基于特征值分解的子空间类谱估计算法中,信源数小于阵元数的应用制约,研究给出了一种基于虚拟阵列旋转的改进MUSIC算法,通过将子阵列串联合并,扩展了接收阵列自由度,在保证算法统计性能不变的前提下,实现了信源数大于阵元数时的DOA估计,仿真对比实验验证了该算法的正确性,为实现阵列小型化、低成本等提供了一种新方法。2.由于基于信息论准则的信源数估计算法只能适用于高斯白噪声,而基于对角加载技术的估计算法则依赖于最优加载量的选择,同时经典盖氏圆盘法的调整因子需要根据经验值人为设定,因而存在很大的应用局限性；本文提出了一种基于特征值加权的盖氏圆盘改进算法(SGDE),其充分利用盖氏圆心和盖氏圆半径的相似分组特性,通过酉变换后得到圆心不变而盖氏圆半径的大小分组差异增强的新盖氏圆,同时给出了一种新的信源数判定准则；仿真实验说明了该算法随信噪比、信源数、空间相关度因子、信源夹角、信源功率差等变化时,其算法性能满足SGDE>MGDE>GDE。3.重点研究幅相误差条件下的阵列校正及DOA估计问题。由于经典有源校正与联合迭代自校正算法的估计性能均依赖于先验信息的精度,存在很大的应用局限性；而基于Hadamard乘积运算的无需先验信息且独立于相位误差的自校正算法虽实现了阵列误差和DOA的同时估计,但计算复杂度高,搜索效率低,本文改进了其干扰因子分量,并给出了一种将二维搜索谱转化为一维搜索谱的新方案,算法思路简单,实现方便,理论分析与仿真实验表明算法在任意阵型和阵元数下,当信源数为2时可获得与经典MUSIC算法相同的估计性能。4.针对工程应用中DOA估计的快速实现问题,首先推导给出任意中心对称阵列的预处理—酉变换方案,将算法处理过程从复数域映射到实数域处理空间；针对特征值分解的硬件实现过程中,经典Jacobi和CORDIC算法的顺序“扫描”和规则化迭代效率低下、计算量大的问题,文中基于目标矩阵的大值分布规律和旋转角逼近特性提出了一种Jacobi并行排序优化算法和CORDIC坐标旋转迭代算法,在对高维矩阵进行特征值分解时,减少计算量实现快速收敛；同时给出了一种基于门限约束的一维空间谱搜索算法和基于数字量化的二维空间谱完备搜索策略,将极值点搜索问题转化为FPGA中的零值搜索和符号查询过程,减少计算量,满足了某工程应用中的准实时响应需求。5.针对系统的自动化、智能化需求,基于软件无线电思想研制了一套智能天线接收处理信息系统,给出了一种固定中频还原和数控混频滤波的上变频新方案,适用于该系统的宽带及高频工作特性；并结合软件化和数字化思想设计了一套智能天线控制信息系统,其包含了在线控制、信道监控、信息存储、离线分析等子系统,软件操作简单、灵活,配置方便,减少了系统维护成本和人员配备。通过闭环测试和多次外场试验进一步验证了本文所提算法和系统方案的可行性和正确性。