随着电子技术的不断发展,现代雷达发射的信号通常采用宽带调制,因此研究宽带信号的测向(Direction Finding,DF)和定位是一个具有现实意义的课题。本文针对宽带信号的测向与定位的一些关键技术和环节,如单信号的高精度测向算法、诱饵背景下的相干多信号个数估计及测向算法、宽带干扰源测向、双站测向交叉定位算法、宽带信号测向算法的硬件FPGA(Field Programmable Gate Array)实现等进行了研究,主要创新性成果如下:(1)在高精度宽带信号时差估计算法基础上,系统地研究了长基线宽带信号测向算法,提出了基于时差校正的宽带长基线测向及解模糊算法,并且对它们的性能和使用条件作了详细的分析。在该算法中,利用时差初估计值,对信号进行相位校正,利用干涉仪算法对剩余相位差进行估计及相位解模糊,从而进一步提高测向精度。基线长度不受相位解模糊条件的限制。(2)研究了诱饵背景下宽带相干多辐射源个数估计与测向算法。对于位置靠近的多个相干信号源,仅采用两个天线阵元组成的单基线系统,利用它们的频谱相关特征实现辐射源个数估计,并同时对多个辐射源进行精确测向。在电子侦察和情报截获等场合具有一定的应用价值,并且对继续深入研究诱饵信号测向与定位有参考价值。(3)研究了宽带噪声干扰源测向算法,对干扰源信号进行检测,进而对单噪声辐射源进行高精度测向。其次,结合阵列信号处理的MUSIC(Multiple Signal Classification)算法,实现对多噪声辐射源的测向。在干扰信号与雷达信号混杂并存的环境中,实现宽带信号的准确识别和测向。算法考虑在频域上,根据短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform,STFT)的谱线模值最大值和均方值来对信号进行检测和识别,然后截取各信号有用数据段进行时差测向。(4)在高精度波达角(Direction of Arrival,DOA)估计值的基础上,研究了双站测向交叉定位算法,构建角度观测方程组,进而解算出辐射源位置。对测向交叉定位算法的定位误差进行分析,并讨论了在什么条件下定位精度最高。(5)研究了宽带信号测向的FPGA硬件实现。在多相滤波信道化体制下,数据经过抽取后时间分辨率降低,运用传统的到达时间估计得到的时差精度较低。在宽带信号测向算法中,经过时域和频域的对应关系将时差估计问题转换为频率估计问题,其精度不受采样时间间隔的限制。该算法运算简单,适于硬件实现,可以实时进行处理,能达到较高的测向精度。(6)研究了捷变频雷达信号分选及基准频率估计算法。先对接收到的捷变频雷达信号进行高精度频率估计,然后利用相邻两个信号频率差相除,在一定的搜索范围内,通过比较相除结果的小数部分,来分选出不同雷达的信号。根据同一雷达的信号,估计出信号分频系数,从而估计出雷达的基准频率。该算法可以抑制错误分选问题的产生,可以对特定辐射源进行准确识别。