空间谱估计算法是用来估计空间信号到达接收阵列来波方向(DOA)的方法,波达方向估计也是阵列信号处理领域的一个极其重要的应用。在雷达、声纳、无线通信等信号处理的过程中都需要对信号的波达方向进行估计。文章在均匀圆阵(UCA)的信号接收模型的基础上,结合均匀圆阵旋转不变子空间(UCA-ESPRIT)算法和均匀圆阵求根多重信号分类(UCA-ROOT-MUSIC)算法,就均匀圆阵使用单次快拍实现对相干信源波达方向估计的算法进行了探索性的研究。首先,运用相位模式激励法把阵元空间中的均匀圆阵(UCA)转换为模式空间中的均匀直线阵,即虚拟均匀线性阵(VULA)。其次,对虚拟线性阵(VULA)得到的数据矢量进行Hermitian Toeplitz矩阵的重构,重构后的矩阵用以恢复信号空间和噪声空间的维度,去除了信源的相关性。最后,再运用TLS-ESPRIT算法或者ROOT-MUSIC算法对信号空间和噪声空间进行分离,进而正确估计出信号的波达方向。文章提出的算法不需要对阵元进行子阵划分,也不需要对子阵的协方差矩阵进行前/后向的空间平滑,因此减少了计算的复杂程度。仿真的结果证明文章所提的算法和使用100次快拍的传统空间平滑类算法有相近的性能,但是文章所提算法仅使用一次快拍且算法计算量非常小。