二維波達方向(DOA)估計能提取更多空間信息,提高信號分選和目標識別概率,多重信號分類(MUSIC)算法是高分辨二維DOA估計的經典算法,它需要二維譜峰窮盡搜索,計算量龐大,且需要進行參數配對,本文針對具有平移不變子陣的平面陣列,基于2個相關矩陣并結合旋轉不變子空間(ESPRIT)思想提出一種2D ESPRIT方法,將2個相關矩陣擴展成矩陣組,利用交替列對角化中心(ACDC)算法實現矩陣組的聯合對角化,求解二維波達方向,提高了估計精度,然而,ACDC算法計算量較大,且本列計算誤差必然對下列造成誤差積累,針對此缺點,本文又提出一種非酉聯合對角化算法,該算法建立降維陣列響應矩陣的二次代價函數,計算量相對ACDC算法明顯降低,每步迭代具有精確的最小二乘閉式解,不存在誤差積累,進一步提高了估計精度,所得的二維角度也能自動配對。