经济社会和国防科技的快速发展对阵列天线提出了新的要求,如在飞行器、航行器或高速列车上加载天线,以便进行遥测遥控和可靠通信。然而,受限于载体外形或空间等原因,传统阵列无法满足实际应用的需求,这时需要用到共形阵列天线。共形阵列天线复杂的电磁特性导致其建模与信号处理难度加大,给共形阵列的研究及其工程应用提出了挑战。虚拟内插技术通过变换矩阵将共形阵列映射到平面阵列,进而可利用传统的基于均匀线阵、平面阵列的算法进行信号处理;且变换矩阵的求解是个离散过程,只需根据阵列结构计算一次并存储于系统中即可。利用虚拟内插技术进行共形阵列信号处理,其优点在于原理简单、算法运算复杂度低且易于实现。本文研究基于虚拟内插技术的共形阵列信号处理算法,重点研究具有规则形状的共形阵列,主要工作包括以下三个方面:(1)分析MUSIC算法应用于三维柱面共形阵列的情况,提出偏置MUSIC算法解决三维柱面阵列的阵元遮挡问题;通过自适应子阵分割确定信号DOA对应的子阵与俯仰角、方位角区间,再利用相应子阵在预估区间上进行精确搜索,可以低运算复杂度获得高精度DOA估计结果。(2)结合虚拟内插技术和坐标旋转的思想,提出基于坐标旋转的二维柱面共形阵列DOA估计算法,将传统的基于虚拟内插技术的DOA估计算法需要的多个变换矩阵减少到一个,在保持算法性能的同时使DOA估计过程更加简单。(3)利用虚拟内插技术和自适应对角线加载SMI算法,对柱面共形阵列进行波束形成,进而对动态目标波束形成进行讨论,结果表明当二维柱面共形阵列进行子阵切换时,加权矢量可以直接赋值而不会产生偏差。