拖曳线列阵声纳具有远离噪声平台、探测盲区小的特点，在水声工程领域得到了广泛应用。“安静型”潜艇的出现，促使拖曳线列阵向低频、大孔径、主被动方式的方向发展，低频主被动拖曳线列阵声纳随即应运而生。随着对声纳探测、定位距离要求的不断提高，充分利用水声声场结构，已经成为提高声纳性能的必经之路。由于声场是一种三维结构，因此采用多维基阵(多线阵，即双线阵、三线阵等)，便成为提高拖曳线列阵声纳的合理选择。本文以多线拖曳线列阵(简称多线阵)声纳为研究对象，主要研究以下几个方面的内容：　　 1、双线阵波束形成研究及其实时实现。研究了双线阵波束形成算法，重点研究了双线阵延时相加波束形成和延时相减波束形成的左右舷分辨性能，推导了两种波束形成的指向性函数，并在信号处理机上实时实现了这两种波束形成算法。　　 2、失配状态下双线阵左右舷分辨性能研究。针对双线阵在阵间距失配状态下左右舷分辨性能会急剧下降的事实，给出了一种简单、可靠的双线阵阵间距失配模型，推导了阵间距失配状态下双线阵波束形成指向性函数，并深入研究了其左右舷分辨性能。　　 3、双线阵子阵信号处理算法研究。针对传统的双线阵波束形成方法即延时相加和延时相减波束形成空间分辨性能差，而传统高分辨方法MVDR(Minimum Variance Distor-tionless Response)计算量大、不易在实际系统应用的现实问题，提出双线阵子阵算法，研究表明子阵算法尤其是双线阵CTA(Conventional-Then-Adaptive Algorithm)算法具有计算量小、波束窄、空间分辨性能好的优点，而且还有很好的左右舷分辨性能。　　 4、多线阵参数估计性能研究。在平面波以及远场目标的假设条件下，推导了双线阵克拉美-罗下界(CRLB)并进行了分析。通过对空间任意阵方位角CRLB的研究，提出了多线阵空间方位角估计的CRLB要达到理论上的最小值，其阵形必须满足一定的几何关系。给出了三线阵、四线阵的最佳空间配置和最佳空间配置下空间方位角的CRLB。　　 5、性能对模型失配的敏感程度研究。研究了多线阵性能(阵增益、参数估计)对模型失配(环境、统计、系统失配)的敏感程度。分析了阵元位置误差对常用阵列处理算法的影响，研究了阵列流形敏感度。　　 6、三线阵波束形成算法研究。具体研究了三种约束条件下的三线阵波束形成算法：最佳阵增益波束形成、最佳左右舷分辨波束形成、自适应波束形成的性能。从理论上论证了最优左右舷分辨条件下最佳阵增益波束形成和自适应波束形成的阵间距。