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在多输入多输出（ MIMO）雷达中，基于二阶统计特性的子空间角度算法在低快拍条件下的估计性能急骤下降，甚至在单快拍时失效。针对该问题，提出一种扩展阵列孔径的二维联合空间平滑多目标波离方向（ DOD）和波达方向（ DOA）估计方法。该算法对MIMO雷达的发射端和接收端进行二维联合空间平滑，并利用MIMO雷达虚拟阵列的旋转不变特性对阵列孔径进行扩展，然后根据ESPRIT算法获得目标的DOD和DOA，且DOD和DOA自动配对。与基于二阶统计特性的子空间算法相比，且所提算法在低快拍条件下具有更加优越的角度估计性能