水下目标的方位估计是阵列信号处理领域与水下目标探测与识别领域的重要研究内容,一直以来备受无数国内外学者的关注,实现水下目标快速高效的DOA估计具有重要意义。为了取得更高的估计精度,在进行谱搜索时,往往会采取减小搜索的步长的措施,这就会使得运算量急剧增加,本文从减少谱搜索量方面入手,提出针对MVDR算法的一种快速空间谱搜索的方法。通过对均匀线阵进行研究,可以发现阵导向矢量存在着一种对称关系,基于此种对称关系在MVDR算法基础上提出了一种改进型最小方差无畸变响应算法。该算法谱函数在半个空间谱内含有整个空间谱的信源方位信息,并且对半个空间谱中的信源方位信息进行判定就可以得到信源真实角度信息,从而使得谱搜索量减少50%。分别在不同阵元数和采用不同空间角度搜索步长条件下与MVDR算法的计算量进行对比分析,相比之下增加阵元数与减小空间角度搜索步长两种算法计算量均逐渐增加,相对来说减小空间角度搜索步长运算量急剧增加,改进型MVDR算法在估计效率提升方面的优势更为明显。针对采用改进型MVDR算法进行谱搜索易造成真实源与镜像源谱峰模糊这一现象,采用对改进型MVDR算法空间谱谱峰位置和对称位置处进行二次局部搜索的方法,可实现准确定向。虽然增加部分计算量,但是相对MVDR算法来说在取得相当的DOA估计精度上能够节约更多的运算时间。均匀矢量线阵导向矢量不同于声压阵,其导向矢量并不满足这一对称关系,采用声压振速联合处理,使得矢量阵导向矢量满足这一对称关系。一方面可以将改进型MVDR算法应用到矢量阵中,另一方面基于声压振速联合的处理方式,可以抗同向的噪声,降低DOA估计信噪比的门限。最后,分别利用松花湖与千岛湖进行的水中悬挂目标探测实验对改进型MVDR算法进行了验证,分别对单目标与双目标的回波数据进行处理,通过对比分析常规波束形成算法、MVDR算法以及改进型MVDR算法处理效果,验证了本文方法在实际应用的过程中可行性和有效性。并且对比在不同空间角度搜索步长条件下改进型MVDR算法与CBF算法和MVDR算法在运算时间和效率提升比的关系,验证了在理论分析中空间角度搜索步长较小情况下效率提升更明显。