天线在现代无线通讯以及雷达等系统中扮演着重要角色。随着通信及雷达等无线技术的快速发展，各类电子系统对天线系统有了越来越高的需求。因此将“时间”变量作为新的设计自由度引入到常规天线设计中，通过对天线工作时间的控制来取代或部分取代对天线激励幅相的控制。同时由于时间自由度的引入，时间调制阵列具有许多特有的辐射特性，可以满足当代对高性能、低成本天线系统的要求。　　波达方向（Direction of Arrival，DOA）估计问题是阵列信号处理的一个基本问题，也是雷达、声纳等许多领域的重要任务之一。基于常规阵列的DOA估计已经得到了比较广泛而深入的研究，但是基于时间调制阵列的DOA估计的研究还不太多。在此背景下，本文针对时间调制的DOA估计开展了以下几部分的研究工作：　　首先介绍了常规阵列天线的DOA估计方法，包括常规阵列信号的基本原理和基于MUSIC算法、前后向空间平滑算法、改进的MUSIC算法以及压缩感知算法的DOA估计方法，并利用仿真实验得到了一系列的对比结果，并得出压缩感知算法的估计性能优于普通DOA估计算法的结论，为后续研究奠定了理论基础；　　其次，介绍了基于MUSIC算法的时间调制阵列的DOA估计方法，利用人工蜂群—差分进化算法对时间调制阵列各单元的时间函数和阵元间距进行优化，充分利用了边带辐射，实现了适用于时间调制阵列的方向图综合，随后结合相关阵列信号处理算法实现远场信号来波方向估计，其仿真结果可以看出，基于MUSIC算法的时间调制阵列DOA估计在小快拍、低信噪比、信号间隔小以及信号相干时估计性能下降；　　然后，针对时间调制均匀直线阵的基于压缩感知的DOA估计进行了研究，首先基于时间调制均匀直线阵的边带信号接收模型构造了稀疏恢复问题，在构建过程中将空域均匀网格划分构建过完备集矩阵，接着通过稀疏信号的?1范数的优化问题来获取来波方向，最后仿真实验验证了压缩感知应用到时间调制阵列的DOA估计中的可行性及有效性，且与传统的时间调制阵列的DOA估计相比其性能更为良好，能够在很少的采样率甚至是单次采样中获得较精确的估计，且能够对任意相干性信号进行高分辨的DOA估计，具有较高的分辨率及更优的估计性能；　　最后，为了减少误差获得更加稀疏的结果，在?1范数的优化问题模型中使用加权约束，由实验可以看出加权算法能够去除伪峰，相比其他算方法更稳定且具有更高的分辨率以及更加精确的估计性能，而后将这种思想引入到时间调制非等间距直线阵中，仿真实验表明该算法同样适用于四维非等间距直线阵的DOA估计。