针对低空直升机、地面履带车等低仰角目标,被动声探测技术利用目标运动部件发出的声信号实现探测与识别,能有效解决雷达探测面临的电子干扰、地物遮挡等问题。近年来,随着微机电系统（MEMS）技术的发展,麦克风朝着微型化、智能化的方向发展。采用麦克风阵列形式的小微声探测节点具有成本低廉、结构简单、功耗较低等特点,多个小微声测节点还可采用抛撒等方式大量部署,通过组网进一步构建声学区域警戒系统。基于小微麦克风阵列进行低仰角目标测向与增强,是相应系统应用时的重要任务,相关研究成果在军用、民用领域具有广泛的应用前景与良好的实际应用价值。本文针对小微平面差分麦克风阵列,重点研究低仰角目标的测向与增强方法。首先讨论了大气声传播规律及典型低仰角目标声信号产生机理与时频特性,通过仿真分析发现所研究的低仰角目标声信号不具备良好的短时正交与时频稀疏（W-DO）特性,因此现有针对语音信号的声强估计多声源测向方法对所研低仰角目标声源效果不佳。考虑到基于差分麦克风阵列的单个小微声探测节点通常探测能力较弱,监测区域较小,本文重点研究面向较近距离范围内最强目标声源的检测与测向方法。具体而言,采用短时能量双阈值法实现目标声源检测,然后提出基于时频筛选及功率加权的改进直方图法进行目标方位角估计,最后通过模板匹配法进行地面与低空目标区分。在完成目标测向后,本文还研究了一种结合一阶方向可控的差分麦克风阵列波束形成技术与广义旁瓣对消技术的干扰抑制与目标增强方法,以提高目标信号的信干噪比,为后续目标分类识别等任务提供良好条件。通过开展仿真及外场实验,验证了上述基于差分麦克风阵列的低仰角目标测向与增强方法的有效性,研究成果为差分麦克风阵列声测节点在边境警戒、要地防护等诸多领域的广泛应用奠定良好基础。