波达方向的确定方法、装置及信号获取方法、装置

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，特别是涉及一种波达方向的确定方法、装置及信号获取方法、装置。

背景技术

DOA(Direction of Arrival，波达方向)定位技术是指通过对接收到的信号进行处理而获取信号的到达方向，进而估计信号源与天线之间的距离和方向的一种技术。

目前，可以通过互素线性天线阵列对接收到的信号进行波达方向估计。具体地，互素线性阵列包括两个子线性阵列，该两个子线性阵列包括的阵元的数量互素。例如，如图1所示，互素线性阵列100包括子线性阵列110和子线性阵列120，其中子线性阵列110包括5个阵元，分别为阵元111-115，阵元111-115中每两个相邻的阵元之间的距离为3λ/2；子线性阵列120包括6个阵元，分别为阵元121-126，阵元121-126中每两个相邻的阵元之间的距离为5λ/2，λ表示信号源发送的信号的载波波长。其中，阵元111为子线性阵列110的第一个阵元，阵元121为子线性阵列120的第一个阵元，阵元111与阵元121位于同一位置，也就是说，阵元111与阵元121为同一阵元。

互素线性阵列包括的两个子线性阵列可以沿互素线性阵列所处的直线匀速移动，在移动的过程中，该两个子线性阵列分别按照预设的时间间隔进行信号采样，这样也就相当于为该两个子线性阵列增加了阵元的数量，增加的阵元也就是虚拟阵元。例如，如图1所示，阵元115移动至位置130时进行信号采样，也就相当于为子线性阵列110增加了虚拟阵元116；阵元125移动至位置140时进行信号采样，也就相当于为子线性阵列120增加了虚拟阵元126。然后，对预设的时间连续周期(TCP，time-coherence period)内互素线性阵列接收到的信号进行组合，得到组合后的信号，进而通过MUSIC(Multiple SignalClassification，多信号分类)算法对组合后的信号进行处理，估计当前时间连续周期内的波达方向。

上述方法通过互素线性阵列的移动和按照预设的时间间隔进行信号采样的方式，可以为互素线性阵列增加多个虚拟阵元，这样可以提高波达方向估计的自由度(DOF，degree of freedom)。但是，在上述方法中，包括多个虚拟阵元的天线阵列依然为线性的，因此导致上述方法在实际应用中受到限制，无法估计空间信号的波达方向，也就是说，采用上述方法只能确定一维的波达方向，无法确定二维的波达方向。另外，与二维波达方向估计的方法相比，上述方法由于获得的关于接收信号的信息较少，导致其估计结果的准确度较低。因此，亟需一种能够基于一维互素线性阵列实现二维的波达方向的确定方法，以提高波达方向估计结果的准确度和自由度。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种波达方向的确定方法、装置及信号获取方法、装置，以确定二维的波达方向，提高波达方向确定结果的准确度和自由度。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种波达方向的确定方法，所述方法包括：

获取当前的时间连续周期内第一子线性阵列接收的信号和第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，其中，所述第一子线性阵列和第二子线性阵列组成互素线性天线阵列，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列的原点相同，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列在所述当前的时间连续周期内按照预设速度，沿所述互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中所述第一子线性阵列按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第二子线性阵列按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第一预设时间间隔为基于所述第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，所述第二预设时间间隔为基于所述第一子线性阵列包括的阵元数量设置的；

将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号；

计算所述组合信号的协方差矩阵，并对所述协方差矩阵进行特征值分解，得到所述组合信号的噪声子空间；

根据预设的多个备选俯仰角、预设的多个备选方位角以及所述噪声子空间构建谱函数，并对所述谱函数进行谱峰搜索，将搜索到的谱峰对应的备选方位角和备选俯仰角分别确定为目标方位角和目标俯仰角，得到所述组合信号对应的波达方向。

可选的，所述计算所述组合信号的协方差矩阵的步骤，包括：

根据如下所示公式，计算所述组合信号的协方差矩阵

其中，x

可选的，所述根据预设的多个备选俯仰角、预设的多个备选方位角以及所述噪声子空间构建谱函数的步骤，包括：

获取预设的多个备选俯仰角和预设的多个备选方位角；

针对每个所述备选俯仰角和每个所述备选方位角，根据如下所示公式构建该备选俯仰角和该备选方位角对应的谱函数

其中，θ表示所述备选方位角，

可选的，在所述将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号的步骤之前，所述方法还包括：

对所述第一子信号和所述第二子信号分别进行相位纠正处理，得到相位纠正处理后的第一子信号和相位纠正处理后的第二子信号；

所述将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号的步骤，包括：

将所述相位纠正处理后的第一子信号和所述相位纠正处理后的第二子信号行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号。

第二方面，本发明实施例提供了一种信号获取方法，所述方法包括：

控制第一子线性阵列和第二子线性阵列在当前的时间连续周期内按照预设速度，沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，其中，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列组成所述互素线性天线阵列，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列的原点相同；

获取所述当前的时间连续周期内所述第一子线性阵列接收的信号和所述第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，以将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号，并基于所述组合信号确定所述组合信号的对应的波达方向；

其中，所述第一子线性阵列在移动过程中按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第二子线性阵列在移动过程中按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第一预设时间间隔为基于所述第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，所述第二预设时间间隔为基于所述第一子线性阵列包括的阵元数量设置的。

第三方面，本发明实施例提供了一种波达方向的确定装置，所述装置包括：

信号获取模块，用于获取当前的时间连续周期内第一子线性阵列接收的信号和第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，其中，所述第一子线性阵列和第二子线性阵列组成互素线性天线阵列，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列的原点相同，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列在所述当前的时间连续周期内按照预设速度，沿所述互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中所述第一子线性阵列按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第二子线性阵列按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第一预设时间间隔为基于所述第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，所述第二预设时间间隔为基于所述第一子线性阵列包括的阵元数量设置的；

信号组合模块，用于将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号；

噪声子空间确定模块，用于计算所述组合信号的协方差矩阵，并对所述协方差矩阵进行特征值分解，得到所述组合信号的噪声子空间；

波达方向确定模块，用于根据预设的多个备选俯仰角、预设的多个备选方位角以及所述噪声子空间构建谱函数，并对所述谱函数进行谱峰搜索，将搜索到的谱峰对应的备选方位角和备选俯仰角分别确定为目标方位角和目标俯仰角，得到所述组合信号对应的波达方向。

可选的，所述噪声子空间确定模块包括：

协方差矩阵计算子模块，用于根据如下所示公式，计算所述组合信号的协方差矩阵

其中，x

可选的，所述波达方向确定模块包括：

备选角获取子模块，用于获取预设的多个备选俯仰角和预设的多个备选方位角；

谱函数构建子模块，用于针对每个所述备选俯仰角和每个所述备选方位角，根据如下所示公式构建该备选俯仰角和该备选方位角对应的谱函数

其中，θ表示所述备选方位角，

可选的，所述装置还包括：

相位纠正模块，用于在将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号之前，对所述第一子信号和所述第二子信号分别进行相位纠正处理，得到相位纠正处理后的第一子信号和相位纠正处理后的第二子信号；

所述信号组合模块包括：

信号组合子模块，用于将所述相位纠正处理后的第一子信号和所述相位纠正处理后的第二子信号行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号。

第四方面，本发明实施例提供了一种信号获取装置，所述装置包括：

阵列移动模块，用于控制第一子线性阵列和第二子线性阵列在当前的时间连续周期内按照预设速度，沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，其中，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列组成所述互素线性天线阵列，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列的原点相同；

信号处理模块，用于获取所述当前的时间连续周期内所述第一子线性阵列接收的信号和所述第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，以将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号，并基于所述组合信号确定所述组合信号的对应的波达方向；

其中，所述第一子线性阵列在移动过程中按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第二子线性阵列在移动过程中按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第一预设时间间隔为基于所述第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，所述第二预设时间间隔为基于所述第一子线性阵列包括的阵元数量设置的。

本发明实施例提供的方案中，波达方向确定设备可以获取当前的时间连续周期内第一子线性阵列接收的信号和第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，其中，第一子线性阵列和第二子线性阵列组成互素线性天线阵列，第一子线性阵列和第二子线性阵列的原点相同，第一子线性阵列和第二子线性阵列在当前的时间连续周期内按照预设速度，沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中第一子线性阵列按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，第二子线性阵列按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，第一预设时间间隔为基于第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，第二预设时间间隔为基于第一子线性阵列包括的阵元数量设置的；将第一子信号和第二子信号进行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号；计算组合信号的协方差矩阵，并对协方差矩阵进行特征值分解，得到组合信号的噪声子空间；根据预设的多个备选俯仰角、预设的多个备选方位角以及噪声子空间构建谱函数，并对谱函数进行谱峰搜索，将搜索到的谱峰对应的备选方位角和备选俯仰角分别确定为目标方位角和目标俯仰角，得到组合信号对应的波达方向。

第一子线性阵列和第二子线性阵列可以沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中第一子线性阵列每隔第一预设时间段接收信号源发送的信号，且第二子线性阵列每隔第二预设时间段接收信号源发送的信号，这样也就相当于在第一子线性阵列和第二子线性阵列运动的平面上增加了多个虚拟阵元，从而得到包括多个虚拟阵元的虚拟互素面阵，通过该虚拟互素面阵接收信号，可以确定接收到的信号的俯仰角和方位角，从而可以实现二维的波达方向估计，进而可以提高波达方向估计结果的准确度。

同时，波达方向估计的自由度与天线阵列包括的阵元的数量相关，虚拟互素面阵包括了多个虚拟阵元，这相当于增加了互素线性天线阵列包括的阵元的数量，因此可以提高波达方向估计的自由度，由于在本发明实施例中波达方向估计的最大可探测信号源数为自由度减1，所以，可以提高波达方向估计的最大可探测信号源数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为一种互素线性天线阵列的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种波达方向的确定方法的流程图；

图3为图2所示实施例中互素线性天线阵列的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种信号获取方法的流程图；

图5为本发明实施例所提供的一种波达方向的确定装置的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的一种信号获取装置的结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了确定二维的波达方向，提高波达方向确定结果的准确度以及自由度，本发明实施例提供了一种波达方向的确定方法、波达方向的确定装置、信号获取方法、信号获取装置、电子设备及计算机可读存储介质。下面首先对本发明实施例提供的一种波达方向的确定方法进行介绍。

本发明实施例提供的波达方向的确定方法适用于任意需要确定波达方向的电子设备，例如可以为电脑、服务器、处理器、基站等，为了描述清楚，后续称为波达方向确定设备。

如图2所示，一种波达方向的确定方法，所述方法包括：

S201，获取当前的时间连续周期内第一子线性阵列接收的信号和第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号；

其中，所述第一子线性阵列和第二子线性阵列组成互素线性天线阵列，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列的原点相同，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列在所述当前的时间连续周期内按照预设速度，沿所述互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中所述第一子线性阵列按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第二子线性阵列按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第一预设时间间隔为基于所述第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，所述第二预设时间间隔为基于所述第一子线性阵列包括的阵元数量设置的。

S202，将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号；

S203，计算所述组合信号的协方差矩阵，并对所述协方差矩阵进行特征值分解，得到所述组合信号的噪声子空间；

S204，根据预设的多个备选俯仰角、预设的多个备选方位角以及所述噪声子空间构建谱函数，并对所述谱函数进行谱峰搜索，将搜索到的谱峰对应的备选方位角和备选俯仰角分别确定为目标方位角和目标俯仰角，得到所述组合信号对应的波达方向。

可见，本发明实施例所提供的方案中，波达方向确定设备可以获取当前的时间连续周期内第一子线性阵列接收的信号和第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，其中，第一子线性阵列和第二子线性阵列组成互素线性天线阵列，第一子线性阵列和第二子线性阵列的原点相同，第一子线性阵列和第二子线性阵列在当前的时间连续周期内按照预设速度，沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中第一子线性阵列按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，第二子线性阵列按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，第一预设时间间隔为基于第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，第二预设时间间隔为基于第一子线性阵列包括的阵元数量设置的；将第一子信号和第二子信号进行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号；计算组合信号的协方差矩阵，并对协方差矩阵进行特征值分解，得到组合信号的噪声子空间；根据预设的多个备选俯仰角、预设的多个备选方位角以及噪声子空间构建谱函数，并对谱函数进行谱峰搜索，将搜索到的谱峰对应的备选方位角和备选俯仰角分别确定为目标方位角和目标俯仰角，得到组合信号对应的波达方向。

第一子线性阵列和第二子线性阵列可以沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中第一子线性阵列每隔第一预设时间段接收信号源发送的信号，且第二子线性阵列每隔第二预设时间段接收信号源发送的信号，这样也就相当于在第一子线性阵列和第二子线性阵列运动的平面上增加了多个虚拟阵元，从而得到包括多个虚拟阵元的虚拟互素面阵，通过该虚拟互素面阵接收信号，可以确定接收到的信号的俯仰角和方位角，从而可以实现二维的波达方向估计，进而可以提高波达方向估计结果的准确度。

同时，波达方向估计的自由度与天线阵列包括的阵元的数量相关，虚拟互素面阵包括了多个虚拟阵元，这相当于增加了互素线性天线阵列包括的阵元的数量，因此可以提高波达方向估计的自由度，由于在本发明实施例中波达方向估计的最大可探测信号源数为自由度减1，所以，可以提高波达方向估计的最大可探测信号源数。

为了确定信号源发送的信号对应的波达方向，在上述步骤S201中，波达方向确定设备可以获取当前的时间连续周期内第一子线性阵列接收的信号和第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号。

其中，第一子线性阵列和第二子线性阵列组成互素线性天线阵列。第一子线性阵列包括的第一个阵元和第二子线性阵列包括的第一个阵元为同一阵元，也就是说，第一子线性阵列和第二子线性阵列的原点相同。上述第一子线性阵列和第二子线性阵列在当前的时间连续周期内可以按照预设速度，沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动。预设速度可以根据经验值进行设置，在此不做具体限定。

在移动过程中，上述第一子线性阵列可以按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，第二子线性阵列可以按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号。其中，第一预设时间间隔可以根据信号源发送的信号的波长、预设速度以及第二子线性阵列包括的阵元数量进行设置，第二预设时间间隔可以根据信号源发送的信号的波长、预设速度以及第一子线性阵列包括的阵元数量进行设置。上述时间连续周期为预设时长的时间段，预设时长可以根据信号源发送的信号的波长、预设速度、第一子线性阵列包括的阵元数量和第二子线性阵列包括的阵元数量进行设置。

例如，如图3所示，第一子线性阵列包括的阵元301的数量为5个，第二子线性阵列包括的阵元302的数量为4个，其中第一子线性阵列包括的第一个阵元和第二子线性阵列包括的第一个阵元为同一阵元。第一子线性阵列包括的每两个阵元301之间的距离为4λ/2，第二子线性阵列包括的每两个阵元302之间的距离为5λ/2，λ为信号源发送的信号的波长。以互素线性天线阵列所处的直线为x轴、以互素线性天线阵列所处直线的垂直方向为y轴，以第一子线性阵列和第二子线性阵列的第一个阵元为原点，以经过原点且同时与上述y轴和上述x轴垂直的直线为z轴，建立互素线性天线阵列的坐标系，那么，第一子线性阵列和第二子线性阵列均沿该坐标系的y轴方向按照预设速度v移动。

在移动过程中，第一子线性阵列按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，第一预设时间间隔为：

在移动过程中，第二子线性阵列按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，第二预设时间间隔为：

这样，第一虚拟面阵和第二虚拟面阵可以形成包括多个虚拟阵元的虚拟互素面阵，基于该虚拟互素面阵也就可以确定信号源305发送的信号的方位角θ和俯仰角

假设第一子线性阵列包括M

如图3所示，位于x轴上的互素线性天线阵列沿y轴按照预设速度v做匀速直线运动，信号源发送的信号为K个波长为λ的互不相关的远场窄带信号。

其中，t时刻信号源发送的第k个信号可以表示为：s

假设

假设当前的时间连续周期的开始时间为t时刻，第一预设时间间隔为M

因此，在t时刻互素线性天线阵列接收到的信号x(t)可以表示为：

其中，

其中，d

由于γ

当v＜＜c时，

因此，x(t)可以表示为：

那么，在t时刻互素线性天线阵列接收的信号可以表示为：

其中，x(t)对应的方向矩阵A＝[a

在上述步骤S202中，波达方向确定设备可以将第一子信号和第二子信号进行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号。

具体地，假设第一子线性阵列和第二子线性阵列在移动的过程中所处的环境是平稳的，信号源的位置以及信号波形等保持不变。

假设t时刻第一子线性阵列接收的信号x

A

其中，

那么，在t+M

其中，s

由于t+M

那么，相位纠正处理后的信号

假设

其中，

那么，在t+n

其中，信号

假设η

其中，x

通过对比均匀面阵的阵列流型可知，第一虚拟面阵为阵元间距为的虚拟均匀面阵。

同理，将当前的时间连续周期内第二子线性阵列接收的第二子信号进行叠加，可以得到第二子线性阵列接收的整体信号x

其中，n

由于M

t＝1,…T，T为当前的时间连续周期内的总快拍数，x

波达方向估计的自由度与天线阵列包括的阵元的数量相关，波达方向估计的最大可探测信号源数为自由度减1，最大可探测信号源数表示电子设备同时检测波达方向的信号源的数量。

由于第一子线性阵列和第二子线性阵列的原点相同，所以，采用第一虚拟面阵和第二虚拟面阵构成的虚拟互素面阵进行波达方向估计时，虚拟互素面阵包括的阵元数量与x

例如，如图3所示，第一子线性阵列和第二子线性阵列构成的互素线性天线阵列包括4+5-1＝8个阵元，那么采用该互素线性天线阵列进行波达方向估计的自由度为8，最大可探测信号源数为7。由第一虚拟面阵和第二虚拟面阵构成的虚拟互素面阵包括4

在确定上述组合信号后，波达方向确定设备可以执行上述步骤S203，也就是计算组合信号的协方差矩阵，并对协方差矩阵进行特征值分解，得到组合信号的噪声子空间。其中，计算组合信号的协方差矩阵的具体方式可以采用信号处理领域中相应的方式，在此不做具体限定及说明；对特征值分解的具体方式可以为广义特征值分解、奇异值分解等方式，在此不做具体限定。

在得到组合信号的噪声子空间之后，波达方向确定设备可以根据预设的多个备选俯仰角、预设的多个备选方位角以及噪声子空间构建谱函数。

具体地，波达方向确定设备可以预先从俯仰角的取值范围中选取多个备选俯仰角，并从方位角的取值范围中选取多个备选方位角，然后将该多个备选俯仰角和该多个备选方位角进行组合，得到多个角度组合。

例如，备选俯仰角包括J1、J2、J3，备选方位角包括F1、F2，波达方向确定设备可以将该多个备选俯仰角和该多个备选方位角进行组合，得到角度组合(J1,F1)、(J1,F2)、(J2,F1)、(J1,F2)、(J3,F1)、(J3,F2)。

在得到上述多个角度组合后，波达方向确定设备可以根据该角度组合包括的备选俯仰角和备选方位角以及噪声子空间构建谱函数，也就是说，每个备选俯仰角和备选方位角对应一个谱函数值。进而，波达方向确定设备可以对谱函数进行谱峰搜索，将搜索到的谱峰对应的备选方位角和备选俯仰角分别确定为目标方位角和目标俯仰角，得到组合信号对应的波达方向。其中，目标方位角为符合组合信号对应的波达方向的备选方位角，目标俯仰角为符合组合信号对应的波达方向的备选俯仰角。

具体地，波达方向确定设备可以根据角度组合包括的备选俯仰角和备选方位角，确定该角度组合对应的阵列流型。对于组合信号，其阵列流型等同于其信号子空间，并且组合信号的信号子空间与其噪声子空间正交。

波达方向确定设备可以确定每个角度组合对应的阵列流型与噪声子空间之间的内积的倒数，作为该角度组合包括的备选俯仰角和备选方位角对应的谱函数值。这样，当搜索到谱函数的谱峰时，说明该谱峰对应的角度组合对应的阵列流型与噪声子空间之间的内积接近于0，也就是说，该谱峰对应的角度组合对应的阵列流型与噪声子空间之间可以认为是正交的，那么该角度组合包括的备选俯仰角和备选方位角也就符合组合信号的波达方向，该角度组合包括的备选俯仰角和备选方位角也就可以分别确定为目标方位角和目标俯仰角。

这样，第一子线性阵列和第二子线性阵列可以沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中第一子线性阵列每隔第一预设时间段接收信号源发送的信号，且第二子线性阵列每隔第二预设时间段接收信号源发送的信号，这样也就相当于在第一子线性阵列和第二子线性阵列运动的平面上增加了多个虚拟阵元，从而得到包括多个虚拟阵元的虚拟互素面阵，通过该虚拟互素面阵接收信号，可以确定接收到的信号的俯仰角和方位角，从而可以实现二维的波达方向估计，进而可以提高波达方向估计结果的准确度。

同时，虚拟互素面阵包括了多个虚拟阵元，这相当于增加了互素线性天线阵列包括的阵元的数量，因此可以提高波达方向估计的自由度，由于在本发明实施例中波达方向估计的最大可探测信号源数为自由度减1，所以，可以提高波达方向估计的最大可探测信号源数。

作为本发明实施例的一种实施方式，上述计算所述组合信号的协方差矩阵的步骤，可以包括：

根据如下所示公式(1)，计算所述组合信号的协方差矩阵

在得到组合信号后，波达方向确定设备可以根据上述公式(1)计算组合信号x

其中，

可见，本发明实施例所提供的方案中，波达方向确定设备可以根据上述公式(1)计算组合信号的协方差矩阵

作为本发明实施例的一种实施方式，上述根据预设的多个备选俯仰角、预设的多个备选方位角以及所述噪声子空间构建谱函数的步骤，可以包括：

获取预设的多个备选俯仰角和预设的多个备选方位角；针对每个备选俯仰角和每个备选方位角，根据如下所示公式(2)构建该备选俯仰角和该备选方位角对应的谱函数

为了准确确定组合信号对应的目标方位角和目标俯仰角，波达方向确定设备可以获取预设的多个备选方位角θ和预设的多个备选俯仰角

针对每个备选俯仰角

这样，在得到每个备选俯仰角和每个备选方位角对应的谱函数后，波达方向确定设备可以对谱函数进行谱峰搜索，从而可以确定出与噪声子空间正交的阵列流型对应的备选俯仰角和备选方位角，这样可以准确地确定目标俯仰角和目标方位角。

可见，本发明实施例所提供的方案中，波达方向确定设备可以获取预设的多个备选俯仰角和预设的多个备选方位角；针对每个备选俯仰角和每个备选方位角，根据上述公式(2)构建该备选俯仰角和该备选方位角对应的谱函数。这样，波达方向确定设备可以准确地构建出每个备选俯仰角和每个备选方位角对应的谱函数，从而可以准确地确定目标俯仰角和目标方位角。

作为本发明实施例的一种实施方式，在上述将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号的步骤之前，上述方法还可以包括：

对第一子信号和第二子信号分别进行相位纠正处理，得到相位纠正处理后的第一子信号和相位纠正处理后的第二子信号；

第一子信号为第一子线性阵列在移动过程中接收到的，因此，对于每个第一子信号，第一子线性阵列在接收到该第一子信号时所处的位置是不同的，这会造成第一子信号之间存在相位偏差。同样的，第一子信号为第二子线性阵列在移动过程中接收到的，因此，对于每个第二子信号，第二子线性阵列在接收到该第二子信号时所处的位置是不同的，这会造成第二子信号之间存在相位偏差。

因此，在接收到上述第一子信号和第二子信号后，波达方向确定设备可以对第一子信号和第二子信号分别进行相位纠正处理，得到相位纠正处理后的第一子信号和相位纠正处理后的第二子信号。其中，相位纠正处理的具体方式可以采用信号处理领域中的相应方式，在此不做具体限定，只要能够消除第一子信号之间的相位偏差和第二子信号之间的相位偏差即可。

相应地，上述将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号的步骤，可以包括：

将相位纠正处理后的第一子信号和相位纠正处理后的第二子信号行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号。

在得到相位纠正处理后的第一子信号和相位纠正处理后的第二子信号之后，波达方向确定设备也就可以将相位纠正处理后的第一子信号和相位纠正处理后的第二子信号行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号。这样，波达方向确定设备获取的组合信号的相位可以更加准确，基于该组合信号也就可以更加准确地确定组合信号对应的波达方向。

可见，本发明实施例所提供的方案中，波达方向确定设备可以对第一子信号和第二子信号分别进行相位纠正处理，得到相位纠正处理后的第一子信号和相位纠正处理后的第二子信号，然后将相位纠正处理后的第一子信号和相位纠正处理后的第二子信号行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号。这样，波达方向确定设备获取的组合信号的相位可以更加准确，基于该组合信号也就可以更加准确地确定组合信号对应的波达方向。

相应于上述波达方向的确定方法，本发明实施例还提供了一种信号获取方法。下面对本发明实施例提供的一种信号获取方法进行介绍。

本发明实施例所提供的信号获取方法适用于任意需要获取信号以确定信号对应的波达方向的电子设备，例如可以为电脑、处理器、服务器、基站等，为了描述清楚，后续称为信号获取设备。

如图4所示，一种信号获取方法，所述方法包括：

S401，控制第一子线性阵列和第二子线性阵列在当前的时间连续周期内按照预设速度，沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动；

其中，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列组成所述互素线性天线阵列，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列的原点相同。

S402，获取所述当前的时间连续周期内所述第一子线性阵列接收的信号和所述第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，以将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号，并基于所述组合信号确定所述组合信号的对应的波达方向；

其中，所述第一子线性阵列在移动过程中按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第二子线性阵列在移动过程中按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第一预设时间间隔为基于所述第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，所述第二预设时间间隔为基于所述第一子线性阵列包括的阵元数量设置的。

可见，本发明实施例所提供的方案中，信号获取设备可以控制第一子线性阵列和第二子线性阵列在当前的时间连续周期内按照预设速度，沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，其中，第一子线性阵列和第二子线性阵列组成互素线性天线阵列，第一子线性阵列和第二子线性阵列的原点相同；获取当前的时间连续周期内第一子线性阵列接收的信号和第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，以将第一子信号和第二子信号进行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号，并基于组合信号确定组合信号的对应的波达方向，其中，第一子线性阵列在移动过程中按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，第二子线性阵列在移动过程中按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，第一预设时间间隔为基于第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，第二预设时间间隔为基于第一子线性阵列包括的阵元数量设置的。

这样，信号获取设备可以控制第一子线性阵列和第二子线性阵列沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中第一子线性阵列每隔第一预设时间段接收信号源发送的信号，且第二子线性阵列每隔第二预设时间段接收信号源发送的信号，这样也就相当于在第一子线性阵列和第二子线性阵列运动的平面上增加了多个虚拟阵元，从而得到包括多个虚拟阵元的虚拟互素面阵，通过该虚拟互素面阵接收信号，也就可以确定接收到的信号的俯仰角和方位角，从而可以实现二维的波达方向估计，进而可以提高波达方向估计结果的准确度。

同时，波达方向估计的自由度与天线阵列包括的阵元的数量相关，虚拟互素面阵包括了多个虚拟阵元，这相当于增加了互素线性天线阵列包括的阵元的数量，因此可以提高波达方向估计的自由度，由于在本发明实施例中波达方向估计的最大可探测信号源数为自由度减1，所以，可以提高波达方向估计的最大可探测信号源数。

在上述步骤S401中，信号获取设备可以控制第一子线性阵列和第二子线性阵列在当前的时间连续周期内按照预设速度，沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动。其中，第一子线性阵列和第二子线性阵列组成互素线性天线阵列，第一子线性阵列和第二子线性阵列的原点相同。

如图3所示，以互素线性天线阵列所处的直线为坐标系的x轴，以互素线性天线阵列所处直线的垂直方向为坐标系的y轴，那么在当前的时间连续周期内，信号获取设备可以控制第一子线性阵列和第二子线性阵列均沿y轴方向按照预设速度v移动。

在上述步骤S402中，信号获取设备可以获取当前的时间连续周期内第一子线性阵列接收的信号和第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，以将第一子信号和第二子信号进行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号，并基于组合信号确定所述组合信号的对应的波达方向。

信号获取设备与上述波达方向确定设备可以为同一设备，也可以为不同的设备，这都是合理的。当信号获取设备与上述波达方向确定设备为不同的设备时，信号获取设备可以将第一子信号和第二子信号传输至波达方向确定设备，波达方向确定设备可以将第一子信号和第二子信号进行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号，并基于组合信号确定组合信号的对应的波达方向。

其中，将第一子信号和第二子信号进行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号，并基于组合信号确定所述组合信号的对应的波达方向可以参见上述步骤S202-步骤S204部分的具体描述，在此不再赘述。

上述第一子线性阵列在移动过程中按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，上述第二子线性阵列在移动过程中按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，第一预设时间间隔为基于第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，第二预设时间间隔为基于第一子线性阵列包括的阵元数量设置的，具体可以参见上述步骤S201部分的描述，在此不再赘述。

相应于上述波达方向的确定方法，本发明实施例还提供了一种波达方向的确定装置。下面对本发明实施例所提供的一种波达方向的确定装置进行介绍。

如图5所示，一种波达方向的确定装置，所述装置包括：

信号获取模块501，用于获取当前的时间连续周期内第一子线性阵列接收的信号和第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号；

其中，所述第一子线性阵列和第二子线性阵列组成互素线性天线阵列，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列的原点相同，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列在所述当前的时间连续周期内按照预设速度，沿所述互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中所述第一子线性阵列按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第二子线性阵列按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第一预设时间间隔为基于所述第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，所述第二预设时间间隔为基于所述第一子线性阵列包括的阵元数量设置的。

信号组合模块502，用于将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号；

噪声子空间确定模块503，用于计算所述组合信号的协方差矩阵，并对所述协方差矩阵进行特征值分解，得到所述组合信号的噪声子空间；

波达方向确定模块504，用于根据预设的多个备选俯仰角、预设的多个备选方位角以及所述噪声子空间构建谱函数，并对所述谱函数进行谱峰搜索，将搜索到的谱峰对应的备选方位角和备选俯仰角分别确定为目标方位角和目标俯仰角，得到所述组合信号对应的波达方向。

可见，本发明实施例所提供的方案中，波达方向确定设备可以获取当前的时间连续周期内第一子线性阵列接收的信号和第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，其中，第一子线性阵列和第二子线性阵列组成互素线性天线阵列，第一子线性阵列和第二子线性阵列的原点相同，第一子线性阵列和第二子线性阵列在当前的时间连续周期内按照预设速度，沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中第一子线性阵列按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，第二子线性阵列按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，第一预设时间间隔为基于第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，第二预设时间间隔为基于第一子线性阵列包括的阵元数量设置的；将第一子信号和第二子信号进行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号；计算组合信号的协方差矩阵，并对协方差矩阵进行特征值分解，得到组合信号的噪声子空间；根据预设的多个备选俯仰角、预设的多个备选方位角以及噪声子空间构建谱函数，并对谱函数进行谱峰搜索，将搜索到的谱峰对应的备选方位角和备选俯仰角分别确定为目标方位角和目标俯仰角，得到组合信号对应的波达方向。

第一子线性阵列和第二子线性阵列可以沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中第一子线性阵列每隔第一预设时间段接收信号源发送的信号，且第二子线性阵列每隔第二预设时间段接收信号源发送的信号，这样也就相当于在第一子线性阵列和第二子线性阵列运动的平面上增加了多个虚拟阵元，从而得到包括多个虚拟阵元的虚拟互素面阵，通过该虚拟互素面阵接收信号，可以确定接收到的信号的俯仰角和方位角，从而可以实现二维的波达方向估计，进而可以提高波达方向估计结果的准确度。

同时，波达方向估计的自由度与天线阵列包括的阵元的数量相关，虚拟互素面阵包括了多个虚拟阵元，这相当于增加了互素线性天线阵列包括的阵元的数量，因此可以提高波达方向估计的自由度，由于在本发明实施例中波达方向估计的最大可探测信号源数为自由度减1，所以，可以提高波达方向估计的最大可探测信号源数。

作为本发明实施例的一种实施方式，上述噪声子空间确定模块503可以包括：

协方差矩阵计算子模块(图5中未示出)，用于根据如下所示公式，计算所述组合信号的协方差矩阵

其中，x

作为本发明实施例的一种实施方式，上述波达方向确定模块504可以包括：

备选角获取子模块(图5中未示出)，用于获取预设的多个备选俯仰角和预设的多个备选方位角；

谱函数构建子模块(图5中未示出)，用于针对每个所述备选俯仰角和每个所述备选方位角，根据如下所示公式构建该备选俯仰角和该备选方位角对应的谱函数

其中，θ表示所述备选方位角，

作为本发明实施例的一种实施方式，上述波达方向的确定装置还可以包括：

相位纠正模块(图5中未示出)，用于在将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号之前，对所述第一子信号和所述第二子信号分别进行相位纠正处理，得到相位纠正处理后的第一子信号和相位纠正处理后的第二子信号；

上述信号组合模块502可以包括：

信号组合子模块(图5中未示出)，用于将所述相位纠正处理后的第一子信号和所述相位纠正处理后的第二子信号行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号。

相应于上述信号获取方法，本发明实施例还提供了一种信号获取装置。下面对本发明实施例提供的一种信号获取装置进行介绍。

如图6所示，一种信号获取装置，所述装置包括：

阵列移动模块601，用于控制第一子线性阵列和第二子线性阵列在当前的时间连续周期内按照预设速度，沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动；

其中，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列组成所述互素线性天线阵列，所述第一子线性阵列和所述第二子线性阵列的原点相同。

信号处理模块602，用于获取所述当前的时间连续周期内所述第一子线性阵列接收的信号和所述第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，以将所述第一子信号和所述第二子信号进行组合，得到所述互素线性天线阵列接收的组合信号，并基于所述组合信号确定所述组合信号的对应的波达方向；

其中，所述第一子线性阵列在移动过程中按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第二子线性阵列在移动过程中按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，所述第一预设时间间隔为基于所述第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，所述第二预设时间间隔为基于所述第一子线性阵列包括的阵元数量设置的。

可见，本发明实施例所提供的方案中，信号获取设备可以控制第一子线性阵列和第二子线性阵列在当前的时间连续周期内按照预设速度，沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，其中，第一子线性阵列和第二子线性阵列组成互素线性天线阵列，第一子线性阵列和第二子线性阵列的原点相同；获取当前的时间连续周期内第一子线性阵列接收的信号和第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，以将第一子信号和第二子信号进行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号，并基于组合信号确定组合信号的对应的波达方向，其中，第一子线性阵列在移动过程中按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，第二子线性阵列在移动过程中按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，第一预设时间间隔为基于第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，第二预设时间间隔为基于第一子线性阵列包括的阵元数量设置的。

这样，信号获取设备可以控制第一子线性阵列和第二子线性阵列沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中第一子线性阵列每隔第一预设时间段接收信号源发送的信号，且第二子线性阵列每隔第二预设时间段接收信号源发送的信号，这样也就相当于在第一子线性阵列和第二子线性阵列运动的平面上增加了多个虚拟阵元，从而得到包括多个虚拟阵元的虚拟互素面阵，通过该虚拟互素面阵接收信号，也就可以确定接收到的信号的俯仰角和方位角，从而可以实现二维的波达方向估计，进而可以提高波达方向估计结果的准确度。

同时，波达方向估计的自由度与天线阵列包括的阵元的数量相关，虚拟互素面阵包括了多个虚拟阵元，这相当于增加了互素线性天线阵列包括的阵元的数量，因此可以提高波达方向估计的自由度，由于在波达方向估计的最大可探测信号源数为自由度减1，所以，可以提高波达方向估计的最大可探测信号源数。

本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备为上述波达方向确定设备或信号获取设备，如图7所示，包括处理器701、通信接口702、存储器703和通信总线704，其中，处理器701，通信接口702，存储器703通过通信总线704完成相互间的通信，

存储器703，用于存放计算机程序；

处理器701，用于执行存储器703上所存放的程序时，实现上述任一实施例所述的波达方向的确定方法的步骤或上述任一实施例所述的信号获取方法的步骤。

可见，本发明实施例提供的方案中，电子设备可以获取当前的时间连续周期内第一子线性阵列接收的信号和第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，其中，第一子线性阵列和第二子线性阵列组成互素线性天线阵列，第一子线性阵列和第二子线性阵列的原点相同，第一子线性阵列和第二子线性阵列在当前的时间连续周期内按照预设速度，沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中第一子线性阵列按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，第二子线性阵列按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，第一预设时间间隔为基于第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，第二预设时间间隔为基于第一子线性阵列包括的阵元数量设置的；将第一子信号和第二子信号进行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号；计算组合信号的协方差矩阵，并对协方差矩阵进行特征值分解，得到组合信号的噪声子空间；根据预设的多个备选俯仰角、预设的多个备选方位角以及噪声子空间构建谱函数，并对谱函数进行谱峰搜索，将搜索到的谱峰对应的备选方位角和备选俯仰角分别确定为目标方位角和目标俯仰角，得到组合信号对应的波达方向。

第一子线性阵列和第二子线性阵列可以沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中第一子线性阵列每隔第一预设时间段接收信号源发送的信号，且第二子线性阵列每隔第二预设时间段接收信号源发送的信号，这样也就相当于在第一子线性阵列和第二子线性阵列运动的平面上增加了多个虚拟阵元，从而得到包括多个虚拟阵元的虚拟互素面阵，通过该虚拟互素面阵接收信号，可以确定接收到的信号的俯仰角和方位角，从而可以实现二维的波达方向估计，进而可以提高波达方向估计结果的准确度。

同时，波达方向估计的自由度与天线阵列包括的阵元的数量相关，虚拟互素面阵包括了多个虚拟阵元，这相当于增加了互素线性天线阵列包括的阵元的数量，因此可以提高波达方向估计的自由度，由于在本发明实施例中波达方向估计的最大可探测信号源数为自由度减1，所以，可以提高波达方向估计的最大可探测信号源数。

上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的波达方向的确定方法的步骤或上述任一实施例所述的信号获取方法的步骤。

可见，本发明实施例提供的方案中，计算机可读存储介质内存储的计算机程序被处理器执行时，可以获取当前的时间连续周期内第一子线性阵列接收的信号和第二子线性阵列接收的信号，分别作为第一子信号和第二子信号，其中，第一子线性阵列和第二子线性阵列组成互素线性天线阵列，第一子线性阵列和第二子线性阵列的原点相同，第一子线性阵列和第二子线性阵列在当前的时间连续周期内按照预设速度，沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中第一子线性阵列按照第一预设时间间隔接收信号源发送的信号，第二子线性阵列按照第二预设时间间隔接收信号源发送的信号，第一预设时间间隔为基于第二子线性阵列包括的阵元数量设置的，第二预设时间间隔为基于第一子线性阵列包括的阵元数量设置的；将第一子信号和第二子信号进行组合，得到互素线性天线阵列接收的组合信号；计算组合信号的协方差矩阵，并对协方差矩阵进行特征值分解，得到组合信号的噪声子空间；根据预设的多个备选俯仰角、预设的多个备选方位角以及噪声子空间构建谱函数，并对谱函数进行谱峰搜索，将搜索到的谱峰对应的备选方位角和备选俯仰角分别确定为目标方位角和目标俯仰角，得到组合信号对应的波达方向。

第一子线性阵列和第二子线性阵列可以沿互素线性天线阵列所处直线的垂直方向移动，在移动过程中第一子线性阵列每隔第一预设时间段接收信号源发送的信号，且第二子线性阵列每隔第二预设时间段接收信号源发送的信号，这样也就相当于在第一子线性阵列和第二子线性阵列运动的平面上增加了多个虚拟阵元，从而得到包括多个虚拟阵元的虚拟互素面阵，通过该虚拟互素面阵接收信号，可以确定接收到的信号的俯仰角和方位角，从而可以实现二维的波达方向估计，进而可以提高波达方向估计结果的准确度。

同时，波达方向估计的自由度与天线阵列包括的阵元的数量相关，虚拟互素面阵包括了多个虚拟阵元，这相当于增加了互素线性天线阵列包括的阵元的数量，因此可以提高波达方向估计的自由度，由于在本发明实施例中波达方向估计的最大可探测信号源数为自由度减1，所以，可以提高波达方向估计的最大可探测信号源数。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。