随着信号处理技术的发展,基于窄带阵列信号的高分辨算法已经比较成熟。相对于窄带信号,宽带信号具有携带的目标信息量大、混响背景相关性弱等特点,有利于目标的参数估计。而窄带信号虽然与宽带信号相近,但其处理方法并不能直接应用于宽带信号的处理。因此,宽带信号的处理已成为阵列信号处理研究的重要方向和热点问题。据此,本文对宽带信号处理中两个核心技术宽带波达方向估计和宽带波束形成展开研究。经典的宽带波达方向估计算法分为两类,一类是非相干信号子空间算法,即ISM类算法,一类是相干信号子空间算法,即CSM算法。ISM算法的主要思路是将整个宽带信号划分为多个窄带分开进行处理,这种处理方式会导致丢失信息且无法处理相干源。而CSM类算法,虽然通过聚焦矩阵将各个子带聚焦到一个频点的处理处理方式能有效处理相干源问题,但一般的聚焦方法需要预估一个来波方向,并且CSM类算法受预估角的准确度影响较大。针对上述问题本文提出一种对预估方向误差鲁棒的CSM测向方法。该方法是在获得信源初估角度的基础上,以初始角度为中心划定一个精搜的范围,将搜索范围内的每个搜索角度作为预估角按照CSM类算法进行处理,通过对比不同预估角度下CSM类算法得到的功率谱函数,进而得到最终的准确角度。基于56阵元等距线阵的仿真结果表明,所提方法在信噪比低至-10dB时仍然具有良好的超分辨波达方向估计性能。针对复杂电磁环境导致信号分选困难的问题,采用宽带波束形成实现目标信号的增强和复杂环境中干扰信号的抑制,进而解决上述问题。仿真结果表明,空频宽带波束形成和空时宽带波束形成时域结构均能够有效分离多个宽带信号,在目标方向形成较为理想的波束指向,从而实现信号分选。基于对宽带信号处理技术的深入研究,完成了宽带信号处理系统硬件实现的设计:首先,针对宽带信号处理的需求,设计了以FPGA联合DSP处理器为核心的信号处理硬件架构;然后给出了系统中各模块的功能;最后,详细介绍了宽带信号认知处理系统FPGA部分中两个重要模块的实现原理及实现方法。