基于阵列传感器的辐射源被动定位在雷达、声纳、通信、电子对抗等领域中均具有重要的应用。相对于窄带辐射源信号,宽带辐射源信号更有利于目标检测、参量估计和目标特征提取,在实际中获得了更广泛的应用。然而,与日趋成熟的窄带辐射源定位技术相比,围绕宽带辐射源的定位研究起步较晚,还需要进一步地发展与完善。当前针对宽带辐射源的定位算法主要基于信号的子空间类方法,且算法大多瞄准远场辐射源的定位,忽视了一些特定应用场景中辐射源信号处于阵列近场的情形。然而,将子空间类方法直接应用到宽带近场源定位中势必会进一步增加算法的计算负担,并且辐射源位置先验信息的获取也将更加困难。基于此,本文主要瞄准军事中广泛运用的宽带线性调频（Linear Frequency Modulated,LFM）信号,考虑均匀圆阵在近场源定位中的结构优势,在综合现有研究方法的基础上,从时域、频域、分数阶傅里叶域等角度将宽带LFM信号进行窄带化处理,并通过多种方式提取窄带化模型下的相位信息,建立相邻阵元相位差与近场源位置参数的对应数学关系,结合相位差反演参数估计算法,获得宽带近场LFM信号的三维位置参数估计,解决现有子空间方法在估计精度和计算效率上难以满足宽带近场源定位需要的问题。本文研究成果将加速推进宽带近场源定位技术研究进程,并有望为定位系统的设计与研制提供理论和技术支撑。本文开展的主要研究工作和取得的主要创新成果包括:（1）本文从观测模型入手,介绍了传统的ISSM算法的核心思想并重点分析了两种代表性的近场源参数估计算法,并针对相位模糊和单比特量化带来的近场源参数估计问题,提出了相应的解决方法。首先,介绍了均匀圆阵下宽带和窄带近场源信号的观测模型,指出了窄带下的参数估计算法无法适用于宽带中时变的导向矢量。其次,通过理论分析和仿真实验对比了传统的多重信号分类（Multiple Signal Classification,MUSIC）算法和相位差反演参数估计算法在对近场源三维位置参数估计中的性能,突出了相位差反演参数估计算法兼具估计精度和计算复杂度的优势,为后续算法在宽带信号窄带化处理后结合相位差反演参数估计算法提供了理论支撑。此外,本文还考虑到基于相位差反演参数估计算法在对高频段近场源进行定位中可能出现的相位模糊问题,提出了基于相位差余弦特性的解模糊方法。与此同时,着眼单比特接收机在未来电子战中广泛的应用前景,分析了单比特量化对相位差反演参数估计算法的影响,提出了基于反正弦定理的改进方法,为后续研究中出现的类似问题提供了解决方案。（2）针对非相干宽带近场LFM信号,提出基于聚焦变换结合相位差反演参数估计算法的定位方法,从频域利用分段数据聚焦变换实现对宽带LFM信号的窄带化处理,提取窄带化处理后的LFM信号频域峰值输出的相位,建立与信号位置参数的对应数学关系,结合相位差反演参数估计算法,得到LFM信号三维位置参数估计。首先,算法利用带通滤波器实现对非相干宽带近场LFM信号的分离,将分离后的数据进行分段并得到不同频带下的协方差矩阵,并在此基础上对双边相关变换（Two Side Correlation Transformation,TCT）算法进行改进,直接利用参考频点下的协方差矩阵构造聚焦转换矩阵,估计得到平均聚焦协方差矩阵。其次,利用估计得到的平均聚焦协方差矩阵,通过提取其副对角线元素的相位构造相邻阵元的相位差矩阵,并建立与LFM信号位置参数的对应数学关系。最后,结合相位差反演参数估计算法得到宽带近场LFM信号三维位置参数估计的闭式解。提出的算法无需辐射源位置的先验信息,克服了由此带来的先验信息获取困难,估计精度对最终结果影响较大以及算法步骤繁琐等问题。另外,相对于窄带下的谱估计方法,利用平均聚焦协方差矩阵与相位差反演参数估计算法相结合的方式,有望高效获取近场LFM信号的三维位置参数,进一步降低了算法的计算复杂度。同时,针对多个非相干LFM信号的位置参数估计,提出的算法需要利用带通滤波器对其进行分离,提高了设备成本,增加了计算负担,因此算法更适用于单个LFM信号的位置参数估计。（3）针对非相干的宽带近场LFM信号,提出基于分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform,FRFT）结合相位差反演参数估计算法的定位方法,从分数阶傅里叶域利用LFM信号的能量聚焦性实现对宽带LFM信号的窄带化处理,通过提取分数阶傅里叶域各个峰值输出的相位信息,建立与信号位置参数的对应数学关系,结合相位差反演参数估计算法,得到LFM信号三维位置参数估计。首先,算法利用LFM信号在分数阶傅里叶域的能量聚焦性,通过提取信号在分数阶傅里叶域的各个峰值输出,实现对LFM信号的分离,并且根据不同阵元间峰值输出的相对关系,构造类窄带信号模型。其次,算法通过提取相邻阵元对应分数阶傅里叶域的各个峰值点的相位,构建相位差矩阵,并建立与LFM信号位置参数的对应数学关系。最后,结合相位差反演参数估计算法得到宽带近场LFM信号三维位置参数估计的闭式解。相比于利用带通滤波器实现非相干LFM信号的分离方法,基于FRFT的分离方式降低了设备成本,简化了步骤,更适合对多个近场LFM信号的位置参数估计。（4）针对高频段大带宽的LFM信号,提出基于时延结合相位差反演参数估计算法的定位方法,从时域利用时延数据与原始数据的共轭积实现对宽带信号的窄带化处理,通过提取窄带化处理后的信号频域峰值输出的相位,建立与信号位置参数的对应数学关系,结合相位差反演参数估计算法,得到LFM信号三维位置参数估计。首先,算法借鉴LFM信号“去斜”处理的方法原理,直接在时域将阵元接收数据延时后与原始数据混频输出一个单频信号,建立新的类窄带信号模型。其次,在生成的类窄带信号模型基础上,通过频域峰值输出实现非相干LFM信号的分离,并利用峰值相位构建相邻阵元的相位差矩阵,建立与信号位置参数的对应数学关系。最后,结合相位差反演参数估计算法,得到近场LFM信号的三维位置参数估计。相对于频域和分数阶傅里叶域的宽带LFM信号窄带化处理方式,基于时域的方法操作步骤更加简便,计算复杂度更低。此外,生成的类窄带信号模型的等效频率仅与LFM信号的带宽和时延比相关,模糊特性发生了改变,相对于一般算法,无模糊估计的范围得到了扩展,同时,算法位置参数估计的精度也受到限制,存在对小带宽LFM信号估计精度较差的问题,故算法只适用于高频段大带宽下的近场LFM信号的位置参数估计。