本文提出基于Khatri-Rao子空间和传播算子的宽带声源波达方向估计算法。该算法将声源不同频率处的协方差矩阵变换重排为一个高维矩阵，然后利用传播算子方法估计宽带声源波达方向。该算法计算复杂度介于聚焦Khatri-Rao子空间和相干子空间算法之间。仿真和实验结果表明，该算法在降低计算量的同时，估计误差与聚焦Khatri-Rao子空间算法相近，远小于相干子空间算法。

波达方向（DOA）估计是水声阵列信号处理的重要研究方向。由多个矢量水听器组成的传感器网络利用各节点所在位置的声压、质点振速可以实现DOA估计。节点的协同合作能够确定目标声源的位置。本文根据矢量水听器的特点、相关性及DOA算法等理论，仿真分析相关性对DOA算法的影响，并结合实际湖试对节点数据的相关性进行分析处理。由于各节点数据包含严重的噪声，导致其频谱情况很差，处理后节点数据的频谱及节点间的互相关性明显改善，并能有效抑制宽带噪声干扰。结果表明。处理后节点线谱信号突显出来，各节点的互相关性得到了提高，且满足DOA算法对数据相关性的要求，具有一定的工程实用性。

针对单矢量水听器,将旋转不变技术（estimation of signal parameters via rotational invariance techniques,ESPRIT）等参数估计算法用于直方图统计,并提出了基于单矢量水听器的多重信号分类（multiple signal classification,MUSIC）算法,推导出波束形成的功率谱公式和半功率波束宽度公式以及不同声压振速组合情形下定向性能的理论下界,同时也对其他波达方向（direc-tion of arrival,DOA）估计方法进行了总结。理论分析和实验结果表明：ESPRIT等用于直方图统计后能够获取更为全面准确的目标信息;MUSIC算法可获得比最小方差无畸变响应（minimum variance distortionless response,MVDR）更高的分辨率,而且同样满足实时处理要求;MVDR的半功率波束宽度与信噪比大致呈现反比例关系,而常规波束形成（conventional beam-forming,CBF）的半功率波束宽度收敛于131.06°,两者都只与信噪比有关;声能流法等适用于较...

提出一种基于频域相关的宽带干涉仪测向新算法，该算法利用DFT作为接收信道化的手段，在感兴趣频点上通过对不同接收通道的复频谱序列求互相关来估计通道相差，为在宽频带范围内对多个信号的频率和波达方向同时估计提供了一种新的途径。理论分析和仿真实验都表明该算法具有良好的性能。