信源定位是现代信号处理的重要任务之一,在无线通信、雷达、声纳等领域有着广泛的应用,论文主要研究信源定位技术中的信源角度估计问题,即波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计。近年来,采用运动阵列的合成孔径技术在雷达、水声探测等领域被广泛运用。相较于常规的角度估计方法,采用合成阵列的方法能运用小尺寸的阵列实现对信源的高分辨率定位。论文系统研究了不同形式合成阵列的合成方法和数据模型,并针对不同形式的合成阵列提出适合其信号模型的角度估计算法,选题具有理论意义和应用价值。论文主要工作如下:1)提出一种合成嵌套阵中基于离散傅立叶变换(Discrite Fourier Transform,DFT)的低复杂度信源定位算法。首先建立运动单阵元合成嵌套阵模型,通过DFT进行初搜索得到角度的初估计值,再通过相位旋转矩阵进行精搜索进一步提高估计精度。提出的基于DFT的算法无需空间平滑操作,充分利用合成阵列的孔径,因而角度估计性能优于基于子空间的算法。此外,还推导了实阵列和合成阵列的克拉美罗界,证明在理想情况下两种阵列在角度估计问题中是等效的。2)提出一种合成线阵中基于子空间的考虑相位噪声的信源定位算法。首先建立由线阵沿着阵列方向运动得到更大尺寸合成线阵的数据模型,然后通过基于二维谱峰搜索的角度估计算法,连续利用相邻两段接收信号估计出的“相位校正因子”,对整个接收数据进行校正,以实现更大孔径阵列的合成,提高角度估计的性能。为了避免二维谱峰搜索的高复杂度问题,对二维信号模型解耦,提出一种降维的方法,将二维搜索问题降为一维搜索问题。3)提出一种合成双平行阵中基于三线性分解的信源定位算法。首先建立合成双平行阵的数据模型,将线阵沿着阵列方向的运动方式拓展为沿轴线方向运动,以合成双平行阵,进行二维角度估计。针对多维接收信号模型,提出一种基于三线性分解的角度估计算法,通过迭代得到阵列流形的估计以及角度估计值,该算法充分利用接收信号的多维特点,能获得优于传统的基于子空间类算法的角度估计性能,且无需谱峰搜索并能实现二维角度的自动配对。4)提出一种声矢量合成阵列中基于稀疏表示的信源定位算法。首先建立运动声矢量的数据模型,然后针对合成嵌套声矢量阵列,提出一种基于稀疏表示的角度估计算法,以充分利用合成阵列的孔径,解决传统的空间平滑算法会损失一半阵列孔径的问题。此外,该算法还将二维角度估计问题分解为两个一维角度估计问题,以减小稀疏表示中二维网格搜索的复杂度。该算法相较于传统基于空间平滑子空间的算法,能提高角度估计性能和自由度。