本發(fā)明涉及采用陣列天線估計接收到的信號的到達方向的技術領域，為解決傳統(tǒng)的二維DOA估計中，在俯仰角為70°～90°的實際移動通信俯仰角度范圍內(nèi)的角度估計失效問題，以及俯仰角和方位角的配對問題。本發(fā)明，基于三維天線陣列的改進傳播算子二維DOA估計方法，天線陣列為三平行線陣，其中在y軸上有一個陣元數(shù)目為N+1的均勻線陣Y，在xoy平面內(nèi)和yoz平面內(nèi)分別有一個和y軸平行的陣元數(shù)目為N的均勻線陣X和Z，子陣的陣元間距，子陣Y和子陣Z以及子陣Y和子陣X之間的距離均為來波信號波長的一半；具體步驟如下：步驟1：構造接收信號矩陣步驟2：構造傳播矩陣步驟3：估計旋轉矩陣步驟4：方位角和俯仰角估計。本發(fā)明主要應用于無線探測設備設計制造場合。