正交频分复用技术(OFDM)频谱利用率较高,能够降低子信道数据符号的传输速率,在军用领域和民用领域的应用越来越广泛。近年来,OFDM信号逐步应用于水声通信中,水下设备利用了OFDM信号的宽带特性,在目标检测、特征提取和参数估计中具有更大的优势,对这类设备进行探测和定位的现实需求越来越迫切。快速精确的定位算法是水声阵列探测系统的关键技术,目前OFDM信源的定位算法主要是集中在阵列的远场区域进行研究,在近场情形下的研究起步较晚,并且没有针对OFDM信源的具体形式和特点进行研究。本文主要研究在均匀圆阵下的近场OFDM信源以及近场和远场混合OFDM信源的高精度快速定位算法,主要工作和研究成果如下:第一章为绪论,对课题的研究背景和意义进行了介绍,对近场信源和远场信源的在传播方式和作用距离上进行了比较,重点强调了均匀圆阵相对于其他阵列在结构上的优势。此外,对均匀圆阵下的近场信源位置参数估计、近场和远场混合信源位置参数估计以及宽带信号位置参数估计等国内外的研究现状进行了详细阐述,指出了当前鲜有文献对宽带OFDM信源在近场定位场景下进行相关的研究,因此,提出合理有效的近场OFDM信源以及近场和远场混合OFDM信源快速精确定位算法具有迫切的现实需要。第二章对OFDM的基本原理以及均匀圆阵的阵列结构进行分析,建立了均匀圆阵下的近场OFDM信源数学模型;考虑到通过傅立叶变换得到的OFDM信源频谱对子载波频率进行估计时会出现误差,本文提出了通过稀疏表示的方法对OFDM信源的子载波频率进行估计,并通过仿真实验对稀疏表示方法的有效性进行分析,验证了稀疏表示方法能够对OFDM信源的子载波在频域上进行高分辨处理,进而通过子载波频率得到对应的超分辨相位信息。第三章主要研究了在均匀圆阵下通过相邻阵元相位差反演算法对近场OFDM信源的方位角、俯仰角和距离等三维位置参数进行估计。本章研究内容包含以下两个方面。第一部分介绍了在OFDM信源子载波的频率作为先验信息条件下,将多个窄带近场信源三维位置参数估计的相位差反演算法推广到近场OFDM信源子载波三维位置参数估计,并将子载波的三维位置参数进行平均实现近场OFDM信源的定位,通过仿真实验将单个子载波的位置与子载波位置平均后的位置进行了比较,分析了算法的定位性能;第二部分介绍了在子载波频率未知的非合作式的场景下,对基于均匀圆阵的相位差反演的方法进行优化,通过稀疏表示的方法对OFDM信源子载波在频域上进行高精度分辨,进而获得子载波频率对应的相邻阵元的相位差,将每个子载波在相邻阵元的相位差平均以后,结合最小二乘法反演出近场OFDM信源方位角、俯仰角和距离等三维位置,从而实现近场OFDM信源更加精确的定位,通过仿真实验比较了相位差平均方法和子载波平均方法的性能。第四章主要研究了在均匀圆阵下的近场和远场混合OFDM信源定位方法。首先,通过计算对角阵元的相位差获得仅包含混合OFDM信源子载波的波达方向信息的矩阵;接着,利用三角函数的性质将对角阵元相位差矩阵进行分解,结合最小二乘法反演出混合OFDM信源方位角和俯仰角的闭式解;其次,通过一维MUSIC方法获得混合信源的距离空间谱,根据空间谱的收敛性对混合信源中的成分进行识别,并根据空间谱的峰值所在的位置估计出近场OFDM信源距离;最后,通过仿真实验分析和比较了本章提出的方法与TSMUSIC方法的定位性能。相较于TSMUSIC方法,本章提出的基于对角阵元相位差反演算法在保证定位精度的基础上,能够显著地减小计算复杂度。第五章是对全文的总结与展望。对全文的主要工作及创新点进行总结,并对相干的近场OFDM信源定位以及运动的OFDM信源定位等下一步工作进行了展望。