在阵列信号处理中，由于复杂环境下的散射、反射、衍射及折射等原因造成信号源在空间发生一定的角度扩展，此时需采用参数化的分布式信号源模型进行处理。与点源模型相比，分布式信号源模型的待估计参量维数增加，计算复杂度高，并且通常要求分布源的分布函数精确已知，因此有必要研究对分布函数不敏感的低复杂度参数估计算法。针对上述问题，本文在对现有的分布源参数估计算法进行理论分析的基础上，重点研究了相干、非相干和复合式分布源参数估计技术，并提出了相应的参数估计算法，主要研究内容和成果如下：1．研究了一维相干分布源参数估计问题。对于相干分布源的参数估计问题，通常采用的是子空间类算法。首先针对子空间类算法需要二维搜索，计算复杂度较高的问题，给出了一种基于Root-MUSIC的低复杂度相干分布源参数估计算法。然后基于分布源中心DOA和角度扩展存在的空间稀疏特性，提出了一种相干分布源中心DOA和角度扩展去耦估计算法。该算法在低信噪比、小快拍数时估计性能良好，能够分辨出来向相近的两个相干分布源，并且在估计分布源中心DOA时无需分布函数的先验信息，能用于多个分布源具有不同分布函数的情况。2．研究了二维相干分布源参数估计问题，由于二维相干分布源需利用四维参数进行描述，通常具有较高的计算复杂度。本文基于空间频率近似模型，给出了两种低复杂度的二维相干分布源参数估计算法。首先将高阶累积量应用于二维相干分布源参数估计中，直接估计得到分布源的中心DOA和角度扩展。该算法无需谱峰搜索，计算复杂度低，并且不受阵型限制。然后将虚拟内插技术推广应用至二维相干分布源中，该算法将二维搜索转化为一维搜索，有效地降低了算法计算复杂度。并且这两种低复杂度二维相干分布源在估计分布源中心DOA时均无需相干分布源角信号密度函数精确已知，且可用于多个分布源具有不同分布函数的情况。3．研究了一维非相干分布源参数估计问题。由于阵列无噪协方差矩阵的秩通常大于分布源个数，此时子空间类的算法不再适用。首先利用非相干分布源无噪协方差矩阵的相位信息仅受分布源中心DOA影响的特性，提出了一种非相干分布源中心DOA和角度扩展去耦估计方法。该算法在低信噪比、小快拍数时具有较好的参数估计性能，并且具有极好的分辨率。然后基于阵列无噪协方差矩阵和伪噪声子空间之间的正交性，提出了一种基于二阶锥规划的非相干分布源参数估计算法。该算法将二维搜索问题转化为一维搜索，具有较低的计算复杂度，且对分布函数误差具有稳健性。这两种非相干分布源参数估计算法在非相干分布源的角功率密度函数未知均能估计得到分布源的中心DOA，且可用于多个非相干分布源分布类型不同的情况。4．研究了二维非相干分布源参数估计问题。与二维相干分布源类似，二维非相干分布源同样利用四维参数进行描述，在参数估计时涉及高维的非线性优化，计算量巨大。针对这个问题，提出了两种低复杂度的二维非相干分布源参数估计算法。首先将一维非相干分布源参数估计中的协方差矩阵匹配法推广应用于二维非相干分布源中，该算法无需谱峰搜索，仅需几次迭代就能估计得到分布源的二维中心DOA，具有较低的计算复杂度。然后提出了一种二维非相干分布源中心DOA和角度扩展去耦估计算法。该算法将四维搜索问题转化为两个二维搜索问题，有效地降低了计算复杂度。上述两种低复杂度的二维非相干分布源参数估计算法均不受阵型限制，并且在估计非相干分布源二维中心DOA时无需角功率密度函数的先验信息，适用于多个不同类型分布源同时存在的情况。5．研究了复合式分布源参数估计问题。首先统一了相干分布源和非相干分布源的表示模型，然后提出了一种复合式分布源参数估计算法。该算法实现了相干分布源和非相干分布源并存时的参数估计，并在估计分布源中心DOA时无需分布源的角信号密度函数或角功率密度函数精确已知。