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考虑到四元数是一种四维超复数结构，其正交结构能够保持矢量传感器各分量固有的正交性，提高矢量传感器阵列的分辨力与抗干扰能力。将四元数理论运用到均匀圆形矢量阵列信号的参量估计当中，建立基于四元素的电磁矢量传感器阵列信号接收模型，运用四元数的多维正交特性及其矩阵理论结合已有算法对电磁矢量传感器阵列信号的波达方向和极化信息进行联合估计，并与传统的基于长矢量的MUSIC算法(V-MUSIC算法)进行了对比，结果表明基于四元素的信号接收模型可显著提高信号参数估计精度，仿真实验验证了方法的有效性。