阵列测向技术在日常生活和工作的许多方面都起着非常重要的作用，小到手机通信大到国防安全都离不开阵列测向技术。而波达方向（DOA）估计作为阵列测向技术的一个重要研究方向被广泛应用。该技术的发展对国防安全和民生经济发展有着举足轻重的作用，比如军事领域中雷达扫描的抗干扰能力、导弹定位的精准度；经济领域中医学成像的可靠性、地震探测的准确性等，都离不开DOA估计技术的发展。近年来，非平稳宽带线性调频（LFM）类信号作为一种典型的非平稳信号，其DOA估计日益受到人们的重视。分数阶傅里叶变换（FRFT）作为一种新的时频处理工具，在处理和分析线性调频信号时所具有的优良特性是其他时频分析方法所不具备的。因此，本文将FRFT与传统DOA估计技术相结合，对LFM类信号的DOA估计做了深入研究。本文中首先介绍传统波达方向估计算法中MUSIC算法和空间平滑算法，并将其运用到非均匀阵列中，比较在两种不同阵列模型下算法分辨率的高低，并分析算法的分辨率受不同参数变化的影响。其次研究了分数傅里叶变换的基本定义，并简单介绍分数傅里叶变换的基本性质。在此基础上研究高斯白噪声在分数阶域的特性及分数阶数值计算中量纲归一化的问题。最后将MUSIC算法与FRFT相结合，用来解决宽带LFM类信号的一维DOA估计问题，并将该算法运用于非均匀阵列，通过仿真分析了在不同阵列模型下各个参数对该算法分辨率的影响，得出了归纳性总结。通过仿真可以看出，非均匀阵列相对于均匀阵列而言，一定程度上提高了算法的分辨率，并更加贴近实际工程应用；针对基于FRFT的MUSIC算法无法处理相干信号源的特性，本文采用空间平滑技术对上述算法进行改进，用来解决具有相同时频分布的宽带LFM类相干一维DOA估计问题，并通过对非均匀阵列的合理排布，将其运用到非均匀阵列上，进一步提高了算法分辨率与实用性。