CN101499816B - 一种来波到达角的估计方法及装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种来波到达角的估计方法及装置，为了解决现有的基于谱估计的来波方向估计方法对多阵列天线系统不再适用的问题，该方法应用于多阵列天线系统包括：计算各天线阵列各自的空间谱；对各天线阵列的空间谱进行合并，得到合并空间谱；根据合并空间谱搜索得到来波到达角估计方向。或计算各天线阵列各自的空间谱；对各天线阵列的空间谱分别进行搜索得到各天线阵列的来波到达角估计方向；将各天线阵列的来波到达角估计方向进行合并得到来波到达角估计方向。由于对各天线阵列的空间谱进行合并，并以此搜索得到来波到达角估计方向，或对各天线阵列的空间谱分别进行搜索得到各天线阵列的来波到达角估计方向进而合并得到来波到达角估计方向，使得适用于多阵列天线系统。

Description

一种来波到达角的估计方法及装置

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种来波到达角的估计方法及装置。 

背景技术

随着移动通信技术的发展，为了提高系统容量，很多系统中已用到了阵列天线。但与此同时，随着社会的发展，人们在享受移动通信带来的便捷的同时，对环境、对自身健康的关注也越来越多，而电磁环境也逐渐成为人们关注的一个敏感问题。为了获得足够的增益，传统的阵列天线往往需要6-8根天线按照一定间距排列而成，因而从外观上看，其相比原有的单天线要大很多，而大多数对技术不是非常了解的人往往以天线宽度衡量其电磁能力，这就导致新一代的使用阵列天线的移动通信系统在建网和扩容过程中遇到了很大的非技术因素的阻力。此外，从工程角度而言，传统的阵列天线由于其迎风面积大，也给施工带来了更高的要求。 

为了解决如上诸多问题，采用双极化天线的阵列天线将是未来发展的趋势。采用双极化阵列天线，能够将天线宽度减少的一半的条件下，从而降低了工程难度，减少了人们对宽天线的抵触情绪。这里所说的双极化阵列如图1中所示，两个极化方向的阵子通过交叉放置，从而在不减少单元个数的条件下，减少了天线迎风面积。 

此外，在采用后续演进系统中，还可能会采用多个阵列的天线系统，多个阵列之间拉开一定距离，从而形成多阵列系统。采用多阵列系统，各个天线阵列之间具有将强的独立性，从而可以平滑过渡到未来的MIMO系统。如图2中给出了一个具有两个天线阵列的示例图，这里的多个阵列天线可以是单极化 阵列天线，也可以是多极化阵列天线。 

但与此同时，采用多个阵列天线的系统也会带来一些新的问题。例如采用双极化天线后，每个极化方向天线阵列个数减少了，从而，天线波束会展宽，这给利用阵列天线的来波方向估计带来挑战。 

现有基于阵列天线的系统中，来波方向的估计已有一些成熟的实现方案。例如在采用6单元或者8单元阵列天线的TD-SCDMA系统中，已实现来波方向的估计，并用于下行波束赋形和UE定位。其实现方案主要基于谱估计的方法： 

设各天线接收信号从发射端到接收端所经历的信道冲击响应为： 

$h_{\mathrm{ka}}=[h_{\mathrm{ka}}^1,h_{\mathrm{ka}}^2,...,h_{\mathrm{ka}}^W],\mathrm{ka}=1...K_a---\left(1\right)$

这里K_a为阵列中天线单元总个数： 

将各个天线信道估计写成一个信道矩阵为： 

$H={[h_1^T,h_2^T,...h_{K_a}^T]}^T---\left(2\right)$

则可以得到接收信号的空间协方差矩阵： 

R＝HH^H                         (3) 

这里(·)^T，(·)^H分别表示转置和共轭转置。 

根据空间协方差矩阵，即可得到接收信号的空间谱，以Bartlett谱为例有： 

$P\left(\mathrm{\θ}\right)=\left|S_{\mathrm{\θ}}^{H}R{S}_{\mathrm{\θ}}\right|;---\left(4\right)$

这里θ为入射角度，S_θ为对应于θ方向的阵列响应矢量，当天线结构和天线间距确定了，则S_θ即可直接计算得到，|·|表示取绝对值。 

然后根据P(θ)，按照一定角度步长搜索最大值即为AOA估计方向，这里AOA为来波到达角的缩写，下文中都按这个缩写进行描述。如按照1度为步长，则搜索P(θ)，θ＝1...360中最大值，即为AOA估计方向。 

随后可以对多次测量得到的AOA进行平均或者平滑得到最终的AOA估 计输出。 

此外，为了实现简单，在还可以采用特征值法和谱方法相结合的方法进行AOA估计，即首先对空间协方差矩阵求特征值和特征向量，并得到其最大特征值对应的特征向量w，然后可以得到谱： 

$P\left(\mathrm{\θ}\right)=\left|S_{\mathrm{\θ}}^{H}w\right|---\left(5\right)$

对P(θ)同样进行如上的搜索，得到其最大值对应的方向，即为AOA估计的方向。 

现有估计方法均只是针对单一阵列的实现方案，其假定阵列中各个天线单元接收信号幅度具有很强的相关性，即认为信号满足窄带远场条件。但当接收天线阵列中具有多个阵列，即接收信号不一定具有很强的相关性时，现有AOA估计算法中，采用谱估计的方法都需要用到信号阵列响应矢量S_θ，其通过事先或者实时计算得到。当接收天线为单一小间距阵列天线时，对于特定入射角度θ，阵列响应矢量S_θ具有唯一形式，但当接收天线为多个独立的阵列天线组(包含拉远的天线阵，或者极化方向不同的多个天线阵)，则组内信号阵列响应矢量S_θ具有唯一形式，但组间天线接收信号的相位之间不再具有确定的关系，此时，无法将各个阵列天线纳入到一个大的广义上的单一阵列天线。因而，现有的基于谱估计的来波方向估计方法对多阵列天线系统不再适用。 

发明内容

为了解决现有的基于谱估计的来波方向估计方法对多阵列天线系统不再适用的问题，本发明实施例提供了一种来波到达角的估计方法，应用于多阵列天线系统，包括： 

计算各天线阵列各自的空间谱； 

对各天线阵列的空间谱进行合并，得到合并空间谱，具体为： 

其中P(θ)为合并空间谱，α_n为预先设定的加权系数，P_n(θ) 为各天线阵列的空间谱，N表示阵列总个数； 

根据合并空间谱搜索得到来波到达角估计方向。 

同时本发明实施例还提供一种来波到达角的估计方法，应用于多阵列天线系统，包括： 

计算各天线阵列各自的空间谱； 

对各天线阵列的空间谱分别进行搜索得到各天线阵列的来波到达角估计方向； 

将各天线阵列的来波到达角估计方向进行合并得到来波到达角估计方向，具体为： 

其中θ表示来波到达角估计方向，α_n为预先设定的加权系数，θ_n表示各天线阵列的来波到达角估计方向，N表示阵列总个数。 

同时本发明实施例还提供一种来波到达角的估计装置，应用于多阵列天线系统，包括： 

计算模块：用于计算各天线阵列各自的空间谱； 

合并模块：用于对计算模块计算得到的各天线阵列的空间谱进行合并，得到合并空间谱； 

搜索模块：用于根据合并模块得到的合并空间谱搜索得到来波到达角估计方向；所述合并模块包括： 

第二合并子模块：用于 

其中P(θ)为合并空间谱，α_n为预先设定的加权系数，P_n(θ)为各天线阵列的空间谱，N表示阵列总个数。 

同时本发明实施例还提供一种来波到达角的估计装置，应用于多阵列天线系统，包括： 

计算模块：用于计算各天线阵列各自的空间谱； 

阵列搜索模块：用于对计算模块计算得到的各天线阵列的空间谱分别进行搜索得到各天线阵列的来波到达角估计方向； 

阵列合并模块：用于将阵列搜索模块得到的各天线阵列的来波到达角估计方向进行合并得到来波到达角估计方向；所述阵列合并模块包括： 

第二阵列合并子模块：用于 

其中θ表示来波到达角估计方向，θ_n表示各天线阵列的来波到达角估计方向，N表示阵列总个数，α_n为预先设定的加权系数。 

由上述本发明提供的具体实施方案可以看出，正是由于对各天线阵列的空间谱进行合并，并以此搜索得到来波到达角估计方向，或对各天线阵列的空间谱分别进行搜索得到各天线阵列的来波到达角估计方向进而合并得到来波到达角估计方向，使得适用于多阵列天线系统。 

附图说明

图1为现有技术中双极化阵列天线示意图； 

图2为现有技术中两个天线阵列的示意图； 

图3为本发明提供的第一实施例方法流程图； 

图4为本发明提供的第二实施例方法流程图； 

图5为本发明提供的第三实施例装置结构图； 

图6为本发明提供的第三实施例装置结构图； 

图7为本发明提供的第三实施例系统结构图； 

图8为本发明提供的第四实施例系统结构图； 

图9为本发明提供的第四实施例系统结构图。 

具体实施方式

本发明提供的第一实施例是一种来波到达角的估计方法，方法流程如图3所示，包括： 

步骤11：计算各个天线阵列各自的空间谱。 

设各天线接收信号从发射端到接收端所经历的信道冲击响应为： 

$h_{\mathrm{ka}}^n=[h_{(\mathrm{ka},n)}^1,h_{(\mathrm{ka},n)}^2,...,h_{(\mathrm{ka},n)}^W],\mathrm{ka}=1...K_a^n,n=1...N---\left(6\right)$

这里N表示阵列个数，K_a ⁿ为第n个阵列中天线单元总个数： 

将各个天线信道估计结果写成N个信道矩阵，每个阵列组内天线的信道估计结果写为一个信道矩阵为： 

$H_n={[h_1^T,h_2^T,...h_{K_a^n}^T]}^T,n=1...N---\left(7\right)$

则可以得到N个天线阵列接收信号的空间协方差矩阵R_n： 

$R_n=H_n{H}_n^H,n=1...N---\left(8\right)$

这里(·)^T，(·)^H分别表示转置和共轭转置，其中由h_ka ⁿ通过公式(6)、(7)和(8)得到R_n只是为了说明本实施例的一个优选方案，根据h_ka ⁿ求得R_n还可以采用其它的方法，这对于本领域技术人员来说属于公知技术，此处不再赘述。 

根据空间协方差矩阵R_n，即可得到N个天线阵列接收信号的空间谱，这里的空间谱可以按照两种方法得到： 

现有已公开的空间谱(优选Bartlett谱)估计的方法计算得到各天线阵列空间谱： 

$P_n\left(\mathrm{\θ}\right)=\left|S_{\mathrm{\θ}}^{\left(n\right)H}{R}_n{S}_{\mathrm{\θ}}^{\left(n\right)}\right|;---\left(9\right)$

这里θ为入射角度，S_θ ⁽ⁿ⁾为第n个天线阵列对应于θ方向的阵列响应矢量，当该天线阵列天线结构和天线间距确定了，则S_θ ⁽ⁿ⁾即可直接计算得到或着通过测试的方法预先得到，|·|表示取绝对值。 

利用由接收信号空间协方差矩阵计算得到的最大特征值对应的特征向量同阵列天线对应于各个方向的阵列响应矢量求内积得到各天线阵列空间谱： 

首先求得对应于第n个阵列的空间协方差矩阵R_n其最大特征值对应的特征向量w_n，然后可以得到第n个阵列的空间谱P_n(θ)： 

$P_n\left(\mathrm{\θ}\right)=\left|S_{\mathrm{\θ}}^{\left(n\right)H}{w}_n\right|---\left(10\right)$

步骤12：对各个天线阵列得到的空间谱进行合并，得到合并空间谱P(θ)。这里合并的方法有多种。 

等比合并 

这是一种最简单的合并方式，即认为： 

$P\left(\mathrm{\θ}\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{P}_n\left(\mathrm{\θ}\right)---\left(11\right)$

根据阵列个数合并 

当多个阵列中单元个数、阵列结构以及接收功率不一样时，简单的采用等比合并不能获得最优的性能。可以考虑进行加权合并即： 

$P\left(\mathrm{\θ}\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_n{P}_n\left(\mathrm{\θ}\right)---\left(12\right)$

这里α_n为加权系数，可以预先设定，其中的优选方案为： 

${\mathrm{\α}}_n=\frac{1}{K_a^n},n=1...N---\left(13\right)$

实际应用时，可以根据仿真，选择性能最优的加权系数α_n。以上的等比合并可以看作是这里加权系数全取1的特例。 

步骤13：根据P(θ)搜索得到AOA估计方向。 

根据P(θ)，按照一定角度步长搜索最大值即为AOA估计方向θ，如按照1度为步长，则搜索P(θ)，θ＝1...360中最大值，即为AOA估计方向θ。 

为了进一步优化本实施例中的方案还可以包括步骤14。 

步骤14：对多次测量得到的AOA估计方向进行平滑。 

对多次测量得到的AOA估计方向进行平滑得到最终的AOA估计方向。 

即令第sfn个子帧得到的AOA估计结果为θ^sfn，则估计结果输出为： 

${\stackrel{\‾}{\mathrm{\θ}}}^{\mathrm{sfn}}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\θ}}^{\mathrm{sfn}}& \mathrm{sfn}=1\\ {\mathrm{\θ}}^{\mathrm{sfn}}\×p+{\stackrel{\‾}{\mathrm{\θ}}}^{\mathrm{sfn}-1}\×(1-p)& \mathrm{sfn}\≠1\end{array}\right.---\left(14\right)$

这里P为平滑因子。 

本发明提供的第二实施例是一种来波到达角的估计方法，方法流程如图4所示，包括： 

步骤21：计算各个天线阵列各自的空间谱。同于如上实现方案一中步骤11。 

步骤22：对各个天线阵列得到的空间谱分别进行搜索，得到N个天线阵列AOA估计方向。 

根据P_n(θ)，按照一定角度步长搜索最大值即为各个天线阵列AOA估计方向，如按照1度为步长，则搜索P_n(θ)，θ＝1...360中最大值，即为各个天线阵列AOA估计方向。这样可以得到N个天线阵列AOA估计方向，设为θ_n，n＝1...N。 

步骤23：对步骤22中得到的N个天线阵列AOA估计方向θ_n进行合并得到一个AOA估计方向θ 

这里有多种合并方法： 

直接平均法 

即简单的对多个天线阵列估计得到的AOA进行平均， 

$\mathrm{\θ}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\θ}}_n---\left(15\right)$

加权平均法 

考虑到各个阵列之间天线个数、天线结构、接收信号功率等差异，可以按照如下式得到合并结果： 

$\mathrm{\θ}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_n{\mathrm{\θ}}_n---\left(16\right)$

这里α_n为加权系数，实际中可以预先设定，其中的优选方案为： 

${\mathrm{\α}}_n=\frac{1}{P_n\left(\mathrm{\θ}\right)},n=1...N---\left(17\right)$

或公式(13)等，实际应用时，可以根据仿真，选择性能最优的加权系数α_n。以上的直接平均合并可以看作是这里加权系数全取1的特例。 

为了进一步优化本实施例中的方案还可以包括步骤24。 

步骤24，同时实现方案1中步骤14。 

此外，实际应用中，对于如上两个实现方案，还可以对多次得到的P(θ)或者P_n(θ)，n＝1...N先进行平滑，然后再进行其他步骤。 

需要说明的是，这里的多阵列结构包括双极化阵列、拉开的大间距阵列等。 

本发明提供的第三实施例是一种来波到达角的估计装置，其结构如图5所示，包括： 

计算模块31：用于计算各天线阵列各自的空间谱； 

合并模块32：用于对计算模块计算31得到的各天线阵列的空间谱进行合并，得到合并空间谱； 

搜索模块33：用于根据合并模块32得到的合并空间谱搜索得到来波到达角估计方向。 

进一步计算模块31包括： 

第一计算子模块311：用于利用空间谱估计的方法计算得到各天线阵列的空间谱。 

进一步计算模块31包括： 

第二计算子模块312：利用由接收信号空间协方差矩阵计算得到的最大特征值对应的特征向量同阵列天线对应于各个方向的阵列响应矢量求内积得到各天线阵列空间谱。 

进一步合并模块32包括： 

第一合并子模块321：用于 $P\left(\mathrm{\θ}\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{P}_n\left(\mathrm{\θ}\right)$ 其中P(θ)为合并空间谱，P_n(θ)为各天线阵列的空间谱，N表示阵列总个数。 

进一步合并模块32包括： 

第二合并子模块322：用于 $P\left(\mathrm{\θ}\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_n{P}_n\left(\mathrm{\θ}\right)$ 其中α_n为预先设定的加权系数。 

进一步该装置，还包括： 

第一平滑模块34：用于对搜索模块33多次测量得到的来波到达角估计方向进行平滑，得到最终来波到达角估计方向。 

进一步该装置，如图6所示，还包括： 

第二平滑模块35：用于对计算模块31多次得到的各天线阵列的空间谱进行平滑； 

合并模块32还包括： 

平滑合并模块323：用于对第二平滑模块35平滑后的各天线阵列的空间谱进行合并。 

进一步该装置，如图7所示，还包括： 

第三平滑模块36：用于对合并模块32多次得到的合并空间谱进行平滑； 

搜索模块33还包括： 

搜索子模块331：用于根据第三平滑模块36平滑后的合并空间谱搜索得到来波到达角估计方向。 

本发明提供的第四实施例是一种来波到达角的估计装置，其结构如图8所示，包括： 

计算模块31：用于计算各天线阵列各自的空间谱； 

阵列搜索模块42：用于对计算模块计算得到的各天线阵列的空间谱分别进行搜索得到各天线阵列的来波到达角估计方向； 

阵列合并模块43：用于将阵列搜索模块得到的各天线阵列的来波到达角估计方向进行合并得到来波到达角估计方向。 

进一步阵列合并模块43包括： 

第一阵列合并子模块431：用于 $\mathrm{\θ}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\θ}}_n$ 其中θ表示来波到达角估计方向，θ_n表示各天线阵列的来波到达角估计方向，N表示阵列总个数。 

进一步阵列合并模块43包括： 

第二阵列合并子模块432：用于 $\mathrm{\θ}=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_n{\mathrm{\θ}}_n$ 其中α_n为预先设定的加权系数。 

进一步该装置，还包括： 

第四平滑模块44：用于对阵列合并模块43多次测量得到来波到达角估计方向进行平滑，得到最终来波到达角估计方向。 

进一步该装置，如图9所示，还包括： 

第二平滑模块35：用于对计算模块31多次得到的各天线阵列的空间谱进行平滑； 

阵列搜索模块42还包括： 

阵列搜索子模块421：用于对第二平滑模块35平滑后的各天线阵列的空间谱分别进行搜索得到各天线阵列的来波到达角估计方向。 

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (24)

1.一种来波到达角的估计方法，其特征在于，应用于多阵列天线系统，包括：

计算各天线阵列各自的空间谱；

对各天线阵列的空间谱进行合并，得到合并空间谱，具体为：

其中P(θ)为合并空间谱，α_n为预先设定的加权系数，P_n(θ)为各天线阵列的空间谱，N表示阵列总个数；

根据合并空间谱搜索得到来波到达角估计方向。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算各天线阵列各自的空间谱具体为：利用空间谱估计的方法计算得到各天线阵列的空间谱。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算各天线阵列各自的空间谱具体为：利用由接收信号空间协方差矩阵计算得到的最大特征值对应的特征向量同阵列天线对应于各个方向的阵列响应矢量求内积得到各天线阵列空间谱。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对各天线阵列的空间谱进行合并，得到合并空间谱具体为：

$P\left(\mathrm{\θ}\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{P}_n\left(\mathrm{\θ}\right).$

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述

为第n个阵列中天线单元总个数。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：对多次测量得到来波到达角估计方向进行平滑，得到最终来波到达角估计方向。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算各天线阵列各自的空间谱之后包括：

对多次得到的各天线阵列的空间谱进行平滑；并

对平滑后的各天线阵列的空间谱进行合并。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对各天线阵列的空间谱进行合并，得到合并空间谱之后包括：

对多次得到的合并空间谱进行平滑；并

根据平滑后的合并空间谱搜索得到来波到达角估计方向。

9.一种来波到达角的估计方法，其特征在于，应用于多阵列天线系统，包括：

计算各天线阵列各自的空间谱；

对各天线阵列的空间谱分别进行搜索得到各天线阵列的来波到达角估计方向；

将各天线阵列的来波到达角估计方向进行合并得到来波到达角估计方向，具体为：

其中θ表示来波到达角估计方向，α_n为预先设定的加权系数，θ_n表示各天线阵列的来波到达角估计方向，N表示阵列总个数。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述将各天线阵列的来波到达角估计方向进行合并得到来波到达角估计方向具体为：

$\mathrm{\θ}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\θ}}_n.$

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述

其中P_n(θ)为各天线阵列的空间谱。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：对多次测量得到来波到达角估计方向进行平滑，得到最终来波到达角估计方向。

13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，计算各天线阵列各自的空间谱之后包括：

对多次得到的各天线阵列的空间谱进行平滑；并

对平滑后的各天线阵列的空间谱分别进行搜索得到各天线阵列的来波到达角估计方向。

14.一种来波到达角的估计装置，其特征在于，应用于多阵列天线系统，包括：

计算模块：用于计算各天线阵列各自的空间谱；

合并模块：用于对计算模块计算得到的各天线阵列的空间谱进行合并，得到合并空间谱；

搜索模块：用于根据合并模块得到的合并空间谱搜索得到来波到达角估计方向；

所述合并模块包括：

第二合并子模块：用于

其中P(θ)为合并空间谱，α_n为预先设定的加权系数，P_n(θ)为各天线阵列的空间谱，N表示阵列总个数。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述计算模块包括：

第一计算子模块：用于利用空间谱估计的方法计算得到各天线阵列的空间谱。

16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述计算模块包括：

第二计算子模块：利用由接收信号空间协方差矩阵计算得到的最大特征值对应的特征向量同阵列天线对应于各个方向的阵列响应矢量求内积得到各天线阵列空间谱。

17.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述合并模块包括：第一合并子模块：用于

18.如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括：

第一平滑模块：用于对搜索模块多次测量得到的来波到达角估计方向进行平滑，得到最终来波到达角估计方向。

19.如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括：

第二平滑模块：用于对计算模块多次得到的各天线阵列的空间谱进行平滑；

合并模块还包括：

平滑合并模块：用于对第二平滑模块平滑后的各天线阵列的空间谱进行合并。

20.如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括：

第三平滑模块：用于对合并模块多次得到的合并空间谱进行平滑；

搜索模块还包括：

搜索子模块：用于根据第三平滑模块平滑后的合并空间谱搜索得到来波到达角估计方向。

21.一种来波到达角的估计装置，其特征在于，应用于多阵列天线系统，包括：

计算模块：用于计算各天线阵列各自的空间谱；

阵列搜索模块：用于对计算模块计算得到的各天线阵列的空间谱分别进行搜索得到各天线阵列的来波到达角估计方向；

阵列合并模块：用于将阵列搜索模块得到的各天线阵列的来波到达角估计方向进行合并得到来波到达角估计方向；所述阵列合并模块包括：

第二阵列合并子模块：用于

其中θ表示来波到达角估计方向，θ_n表示各天线阵列的来波到达角估计方向，N表示阵列总个数，α_n为预先设定的加权系数。

22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，阵列合并模块包括：

第一阵列合并子模块：用于

23.如权利要求21所述的装置，其特征在于，还包括：

第四平滑模块：用于对阵列合并模块多次测量得到来波到达角估计方向进行平滑，得到最终来波到达角估计方向。

24.如权利要求21所述的装置，其特征在于，还包括：

第二平滑模块：用于对计算模块多次得到的各天线阵列的空间谱进行平滑；

阵列搜索模块还包括：

阵列搜索子模块：用于对第二平滑模块平滑后的各天线阵列的空间谱分别进行搜索得到各天线阵列的来波到达角估计方向。

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