空间谱估计是阵列信号处理中的一个重要研究方向,在雷达、通信、声纳等众多领域有极为广阔的应用前景。“空间谱”表示信号在空间各个方向上的能量分布。因此,如果能得到信号的“空间谱”,就能得到信号的波达方向(direction of arrival,DOA)。所以,空间谱估计常称为“DOA估计”。本文主要研究基于特征子空间的波达方向估计算法。首先介绍了波达方向估计技术的基本原理,阵列信号的统计模型及特征子空间的概念。在此基础上,详细阐述了两种主要的基于特征子空间的算法――经典的MUSIC算法和旋转不变子空间算法。分别详细阐述了两种算法的概念及原理,并通过仿真实验分析其性能。针对传统子空间算法无法解相干信源问题详细讨论了空间平滑技术及其改进,并结合MUSIC算法进行性能仿真分析。最后,针对基于特征子空间的波达方向估计算法计算量大、求解速度慢的问题,提出了一种采取降维处理解相干信源的快速子空间改进算法。该算法结合空间平滑技术并利用阵列协方差矩阵的一个子矩阵快速得到信号子空间。详细介绍了算法的求解过程,并对该算法求解进行了仿真验证。