相控阵系统是空间谱估计测向技术的一个重要的应用领域。大型相控阵系统中,阵列常常包含有数千个阵元,此时一般采用子阵结构,只能得到子阵的数字输出。随着宽带信号在雷达系统中的应用越来越多,宽带空间谱估计测向技术越来越受到重视。基于日臻完善的窄带空间谱估计技术,提出了许多有效的宽带测向方法,但它们绝大多数都需要已知所有阵元的输出,即为基于阵元级的方法。各种阵元级测向方法不再适用于相控阵雷达的子阵结构,故本文研究子阵级宽带空间谱估计算法。首先,针对窄带测向方法,研究了带宽对测向结果的影响,即频率-角度模糊问题。同时研究了子阵级非相干信号子空间法(ISSM_SL),该方法可以减小频率扩散对空间谱估计的影响,但计算量很大。其次,本文研究了子阵级相干信号子空间法(CSST_SL)和子阵级加权平均子空间法(WAVES_SL),这两种方法测向性能很好,测向精度与窄带信号测向精度相当。但是其缺陷是需要角度预估计,预估计会影响测向性能。接着,本文研究基于子阵延迟的宽带测向方法,即子阵级延迟网络的方法(STP_SL)和基于子阵级延迟线的方法(STD_SL)。STP_SL方法是基于空时二维采样的方法,其子阵输出端有延迟网络。STD_SL方法是基于延迟线的方法,这两种方法可以很好的降低带宽对测向的影响,且不需要角度预估计。然后基于解析方法和遗传方法研究两种子阵级加权网络,使子阵方向图得到优化,从而使测向性能得到改进。最后,研究了I/Q通道误差和滤波器误差对子阵级ADBF和STAP的影响。对所提出的各种方法进行了模拟仿真,并进行了分析比较,结果表明所提出的算法是有效的。