近年来，随着电子技术的飞速发展，阵列信号处理逐渐成为当前信息处理领域一个热门问题。阵列信号处理主要研究空间分布传感器阵列信号的信息处理问题，波束生成技术是阵列信号的基础，被广泛应用于通信雷达、图像处理、电力、机械振动、医学等领域。阵列信号处理所对应的信号分解和信号重构问题分别是空间谱估计和波束生成，但是在信息科技的发展过程中也不可避免的遇到了阵元间耦合效应加剧影响性能和软硬件成本提高这两个瓶颈问题。我们在波束生成问题中为解决以上两种问题展开研究，值得注意的是，本文提供了一种波束生成的新思路：绕开传统技术中对样本协方差矩阵的求取，直接用滤波器对各阵元信号的时延进行精准补偿，即基于可变分数时延滤波的波束生成。
　　首先本文提出了一种低复杂度的可变分数时延滤波器设计方法，该方法将全相位滤波器的解析设计与三次样条插值和泰勒级数展开有效结合，既可以通过设置时延参数精确地调整滤波器的分数时延，又可以通过设置参数快速配置Farrow结构中各子滤波器的抽头系数，从而灵活地调整滤波器的截止频率；然后提出了一种的基于差集表遍历搜索的到达角估计方法，能够实现物理稀疏阵列到虚拟奈奎斯特阵列之间的转换，从而在阵列稀疏的情况下进行有效的DOA估计，为波束生成提供基础；最后在上述两种设计方法的基础上提出了一种基于分数时延滤波的波束生成方法，将空间自由度问题转化为谱分析中的时间样本容限问题，对阵元观测信号间的时延进行精准补偿，得到性能良好的波束。仿真实验证明，本文提出的算法和其他算法相比具备低复杂度、高效率和对噪声的高鲁棒性，因此在阵列信号处理领域具有较广阔的应用前景。