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极化敏感阵列较普通阵列可获得极化信息,具有更高的系统分辨力,本文主要研究极化-波达方向(Direction Of Arrival,DOA)联合估计算法。天线阵的布设受到实际环境的限制,在制作过程中也会存在一定误差,导致实际中阵型多为非规则阵;极化-DOA联合估计算法在谱峰搜索时需要对极化域和空间域进行四维搜索导致计算量大,因此本文主要研究非规则阵极化-DOA联合估计快速算法,研究条件分为非相干信源和相干信源。本文主要工作如下:(1)针对非相干源下极化-DOA联合估计计算量大的问题,研究了四元数降维多重信号分类(Quaternion Multiple SIgnal Classification,Q-MUSIC)算法和秩损原理降维MUSIC算法,该两种算法均将极化-DOA联合估计的四维谱峰搜索降为分离的唯空间域谱峰搜索和唯极化域谱峰搜索,降低了运算量,且这两种算法均不受阵型影响。理论分析和数值仿真表明了这两种降维方法在计算量方面相较于经典四维搜索方法的优势。(2)针对相干信源环境下信号协方差矩阵出现秩损导致子空间分解类算法失效的问题。首先研究了极化平滑方法,通过对不同极化方向图的子阵进行平滑,使数据协方差矩阵恢复为满秩,可测空间参数;然后针对极化平滑算法不能测极化参数不足,研究了广义子空间拟合算法,对信号进行唯空间域和唯极化域搜索;最后针对广义子空间拟合算法计算量偏大的不足,研究了斜投影算法,可以直接投影出信号的极化矢量,并求出极化信息,计算复杂度低。(3)针对相干源下极化平滑算法不能测极化参数,广义子空间拟合算法计算量大的问题,研究了虚拟阵列的方法。首先将非规则阵中一种极化的阵元虚拟为单极化均匀面阵,通过空间平滑算法解相干搜索空间参数;然后将非规则阵整体虚拟为共点式双极化阵元的均匀面阵,使用空间平滑解相干后对极化参数进行搜索,该方法可以将任意非规则阵列虚拟为规则阵,不受阵型影响。