본 발명은 다수의 안테나 소자가 불규칙적인 방향으로 배치되어 있는 비정렬 배열 안테나에서 각각 기지정된 개수의 안테나 소자를 포함하는 다수의 부배열 안테나를 설정하는 부배열 설정부, 다수의 부배열 안테나 각각의 수신 신호에 대한 평균 공분산 행렬을 계산하는 공분산 행렬 계산부, 평균 공분산 행렬을 고유값 분해하여 고유 벡터 행렬을 획득하는 고유값 분해부, 고유 벡터 행렬에서 기지정된 문턱값 이하의 값을 갖는 고유값에 대응하는 고유 벡터를 추출하여 노이즈 고유 벡터 행렬을 획득하는 노이즈 고유 벡터 추출부 및 다수의 부배열 안테나 각각에서 입사 신호의 도래각에 따른 편파 및 이득이 반영된 조향 벡터를 계산하고, 조향 벡터와 노이즈 고유 벡터 행렬 사이의 직교성에 기반하여 도래각을 추정하는 도래각 추정부를 포함하여 코히어런트 입사 신호의 도래각을 정확하게 추정할 수 있는 입사 신호 도래각 추정 장치 및 방법을 제공할 수 있다.