多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）阵列将整个阵列分为发射阵列与接收阵列,利用主动探测特有的收发机制,虚拟出了远超真实阵元数目的求和协同阵列（Sum co-array）。相比传统均匀阵列,MIMO阵列虚拟出的求和协同阵列在同等阵元数目的情况下无论是在阵列的连续孔径还是阵列自由度上都有巨大的优势。结合波达方向估计（Direction-of-Arrival,DOA）,MIMO阵列成为了雷达、声呐等主动探测方向的研究热点。因此,本文在MIMO阵列的基础上进行了改进与一系列的深入研究。具体的工作与创新如下:1.结合互质阵列（Co-prime Array）,给出了一种特殊的互质MIMO阵列。之后分析了该阵列形成的求和协同阵列的具体阵列结构,提出了一种基于该阵列的特殊补洞算法。该算法利用MIMO阵列主动探测的优势,结合给出的互质MIMO阵列的求和协同阵列的阵列结构,通过在探测波中设置多个特定的额外频率点得到多组接收数据矢量,并选择各频率对应的接收数据矢量中特定的元素对求和协同阵列进行补洞。相比传统算法中频率点与孔洞一对一的思路,本算法可以实现一频率点对应多个孔洞,因此能够更加高效的补全求和协同阵列中的孔洞。2.结合嵌套阵列（Nested Array）,提出了一种利用双频率工作点的方法,极大地扩展了嵌套MIMO阵列的差分合成阵列（Difference co-array of Sum co-array,DCSC）的连续孔径。该方法利用嵌套阵列的求和协同阵列阵元连续的特性,使得双频率工作点得到的两组数据矢量,形成了另外一个更大的嵌套阵列。相比传统使用单频率点的嵌套MIMO阵列,使用双频率点的嵌套MIMO阵列极大提高了DCSC的阵列连续孔径。并且也不像传统单频率点嵌套MIMO阵列,在获得巨大的DCSC连续孔径时,依旧能保持合适的阵列尺寸。