被动合成孔径技术是一种通过基阵运动来增加基阵有效孔径的信号处理技术。它通过对小孔径基阵直线拖曳运动时连续记录的接收信号进行处理，可以合成远大于实际物理孔径的虚拟孔径，以时间增益换取空间增益，获得接近于长阵的高分辨率和高增益，从而改善阵列对目标的方位分辨和检测性能。被动合成孔径技术为解决阵列物理孔径与空间方位分辨性能之间的矛盾提供了一条可行之路。本文在对被动合成孔径研究背景和现状充分调研的基础上，开展了对目标探测中的被动合成孔径算法的研究，主要包含以下工作:　　1)从传统波束形成技术的方位分辨率和增益都受到基阵物理孔径限制这一问题出发，介绍了被动合成孔径的基本原理，总结了现有的被动合成孔径算法，分析了现有被动合成孔径算法的性能优劣，为后续对被动合成孔径的深入研究和算法改进奠定了基础。　　2)传统的扩展拖曳阵尺寸算法（传统ETAM算法）在信噪比不高时对相位不连续的目标信号无法有效合成孔径，分析其原因为信噪比不够高时，若相位修正因子的相位角处于以间断点为中心的跳变区间内，估计的相位修正因子会发生跳变。针对这一不足，提出了一种相位修正改进后的ETAM算法（改进ETAM算法），该算法使用归一化互相关向量的统计平均值作为相位修正因子的最小二乘估计，消除了互相关相位角的间断点带来的不利影响。数值仿真和海试实验分析结果表明:改进ETAM算法能对相位不连续甚至相位随机的单目标信号有效地合成孔径，并获得比物理基阵更高的方位分辨力和增益。相比于传统ETAM算法，改进ETAM算法有效地提高了算法的稳定性，拓宽了算法的应用范围。　　3)针对Yen-Carey算法和快速傅里叶变换合成孔径算法（FFTSA算法）对信号相位稳定性要求很高以及ETAM类算法相位修正因子的估计准确性受噪声影响显著这些不足之处，提出了一种波束域搜索补偿相位的合成孔径算法（BD-SP算法），该算法加入了对接收信号初相位等引入的相位差偏移量的搜索和补偿，而不再通过做互相关的方式估计相位修正因子。数值仿真和海试实验分析结果表明，BD-SP算法一方面解决了FFTSA算法对相位不连续的目标信号无法有效合成孔径的问题;另一方面，BD-SP算法估计相位修正因子时受噪声的影响程度要比ETAM类算法小，因而能有效发挥作用的信噪比门限要求更低。　　4)开展了对被动合成孔径算法性能的定量分析，着重分析了方位分辨力、处理增益和不同信噪比下的性能，以及时空相关对算法性能的影响等。数值仿真和海试实验分析结果表明，一定条件下，通过被动合成孔径算法扩展孔径后，合成虚拟阵具有接近于（与合成虚拟阵）同尺寸的物理长阵的方位分辨力，具有接近于（与合成虚拟阵）同阵元数的物理长阵的处理增益。被动合成孔径的性能受接收信号信噪比的影响显著，而且各类算法受信噪比的影响程度不同，因此各类算法能有效发挥作用的信噪比门限要求不同;此外，声场水平相关的空间变化也会对被动合成孔径的性能产生较大影响。对被动合成孔径各算法性能的研究，为被动合成孔径的实际应用提供了坚实的理论基础，同时也为实际使用时如何选择被动合成孔径算法提供了参考与建议。