随着阵列天线的广泛应用,分布源现象已经成为一个必须认真对待的问题.在雷达低仰角跟踪系统、被动式雷达系统、移动通信系统、声纳系统和声源定位系统等领域都存在分布源现象.分布源的存在,主要是因为复杂环境下的目标反射、散射、衍射和(或)折射导致大量信号路径(简称多径)存在,而又不可能对每条多径给予描述,从而造成目标空间位置在一定角度范围内连续分布,引起信号到达阵列天线的波前相干损失.由于角度分布造成波阵面相干损失,用常规的点源理论处理会导致分布源到达角估计算法性能的降低,甚至失效.而信号源到达角在雷达低仰角跟踪系统、被动式雷达系统、移动通信系统、声纳系统和声源定位系统等领域非常重要,因此需要认真研究分布源现象,提高分布源到达角估计算法的性能.该论文针对阵列信号处理中广泛存在的分布源现象,主要讨论了以下问题:推导了角度分布函数分别为对称的均匀分布、高斯分布、拉普拉斯分布、Von Mises分布和非对称的伽马分布时,分布源阵列接收信号协方差阵的严格模型和简化模型,得到了单个分布源的有效信号子空间随阵元数、分布源中心角、分布角、角度分布函数和信噪比的变化规律.用Von Mises角度函数刻画分布源源内角度相关程度,给出了源内角度相关模型的量化表达式.利用阵列接收信号协方差阵的特征值分析了源内角度相关程度对有效信号子空间的影响.针对宽带分布源到达角的估计,为了能同时利用不同频率点的信息和避免相位展开,提出了一类快速算法——利用协方差阵的次对角线元估计宽带分布源到达角.如何处理不同频率点处的估计角,对应不同的算法:一种是直接取中心频率处的估计角作为估计结果,称为中频法;二是对不同频率点处的估计角由大到小排序,取中值作为估计结果,称为中值法;再一种是取不同频率点处的估计角的均值作为估计结果,称为均值法.为了进一步提高估计性能,提出了极化分布源模型和一阶近似的极化分布源模型.基于宽带点源入射波的阵列输出协方差阵与窄带分布源入射波的阵列输出协方差阵具有结构相似性,提出了一种利用窄带分布源角度估计技术处理宽带点源到达角的新技术.