入射信号的波达方向估计(DOA)是阵列信号处理领域中的一个重要问题，在雷达、声纳以及通信等应用领域中得到广泛的应用。本文围绕DOA估计中的关键问题进行了研究，重点讨论了对于宽带相关信号的处理以及发生阵形畸变时的处理办法。 本文首先介绍了阵列信号处理基本理论和模型，然后介绍CBF法、自适应波束形成以及子空间类等经典空间谱估计算法的基本原理，并对这些经典算法的性能进行比较。对于宽带信号的DOA估计，最经典的两种高分辨处理方法是ISM算法和CSM算法，文章对其进行了详细介绍，针对ISM算法无法处理相关信号的问题，本文讨论了修正的ISM算法以及导向最小方差法从而使其可以处理相关源，另外，提出了一种不需预估方位的CSM算法，并通过仿真证明其有效性。 由于拖曳线列阵的阵形畸变会使常规的DOA估计算法失效，需要采用稳健的DOA估计算法或是对阵形进行预估计。本文讨论了稳健的Capon波束形成算法，对算法性能进行仿真并分析了其预设参数的意义及选取方法。在基于信号特征子空间的DOA估计的基础上，本文将其与宽带相干信号的处理算法相结合，从而拓展了其适用范围，仿真实验证明了其对畸变的阵形有很好的估计性能并且对DOA的估计精度也较高。