随着无线通信与电子技术的发展,波达方向估计作为阵列信号处理的核心技术,在雷达、通信、地震学、声呐等众多领域发挥着重要作用。在本学位论文中,我们较为深入地研究了波达方向估计的相关技术;并从信号特征建模与利用的视角为波达方向估计提供了新的方案,同时在估计精度,计算复杂度和性能界方面进行了分析。本文的主要工作与贡献如下:第一,论文研究了以多进制相移键控(MPSK)信号为典型代表的线性调制信号的共轭对称特性,并针对信号的共轭对称特性进行了数学建模。共轭对称特性可以视为对非圆信号的非圆特性的一般化推广,因为该特性对圆信号和非圆信号均适用。第二,通过利用信号的共轭对称特性,论文提出了一种针对线性调制信号的阵列处理扩展模型。在该扩展模型的基础上,提出了新的波达方向估计算法。该算法根据线性调制信号共轭对称旋转因子的不同将阵列接收信号分为不同的组。其中每个组中的信号具有同样的旋转因子,扩展模型参数对于同一组信号也是一致的。最终的波达方向的估计结果通过综合各个组的结果得到。第三,论文还对提出的估计算法进行了性能分析,得出了误差协方差矩阵,并且给出了模型的克拉美-罗性能界(Cramer-Rao bounds,CRB)以从理论上证实其优越性。最后,我们还将提出的估计算法推广到了正交频分复用(OFDM)信号。在论文中,所有的线性调制信号都以MPSK信号为例,该数学模型也可以推广到一般的线性调制信号,如多进制正交振幅调制信号(MQAM),或者由不同线性调制方式组成的混合信号,如MPSK和MQAM信号的组合信号。通过实验仿真,我们综合比较了经典算法和所提出的新算法的性能差异,计算机仿真结果有力证实了新提出的算法相对于目前已有算法的优势。其优势尤其体现在低信噪比、角度间隔近、信号数目或调制方式增多的情况下,新算法的估计精度所受影响不大,依然保持较高精度。