基于增广矩阵束的L型阵列的三维DOA估计MATLAB程序

资 源 简 介

基于增广矩阵束的L型阵列的三维DOA估计MATLAB程序

详 情 说 明

在空间信号处理领域，方向估计(DOA)是一个经典问题。针对三维空间中的信号源定位，我们提出了一种基于L型麦克风阵列的解决方案。该阵列采用8+8的对称布局，通过巧妙利用阵列几何关系和增广矩阵束方法实现方位角和俯仰角的联合估计。

阵列结构设计上，采用两个相互垂直的8阵元均匀线阵构成L型拓扑。这种结构既保留了二维定位能力，又能通过空间几何关系拓展到三维场景。核心算法将接收信号协方差矩阵转换为增广矩阵束形式，通过对矩阵束的广义特征分解提取信号子空间。

与传统二维DOA估计不同，L型阵列需要处理方位角和俯仰角的耦合问题。程序通过解耦处理，先利用两个正交阵列分别估计投影角度，再结合阵列几何关系恢复完整三维角度信息。增广矩阵束方法的优势在于能有效提高角度分辨率，特别适用于相干信号场景。

实现过程中需要注意阵列校准和误差补偿。由于实际麦克风存在位置误差和通道不一致性，程序中内置了阵列校准模块。此外针对多径效应带来的相干信号问题，算法采用空间平滑技术预处理协方差矩阵。最终输出的三维DOA估计结果可直观显示在方位-俯仰联合谱图上。