基于多信号分类算法的波达方向估计MATLAB实现

资 源 简 介

本项目提供完整的MATLAB波达方向估计算法系统，包含数据预处理、协方差矩阵计算、特征值分解和空间谱估计模块，可准确估计入射信号到达角度，支持单信号源场景。

详 情 说 明

基于多信号分类算法的波达方向估计MATLAB实现

项目介绍

本项目实现了一套完整的波达方向估计系统，采用多重信号分类算法对阵列天线接收的多路信号进行处理，准确估计入射信号的到达角度。系统包含数据预处理、协方差矩阵计算、特征值分解和空间谱估计等核心模块，支持单信号源和多信号源的DOA估计场景，为阵列信号处理研究提供实用的算法工具。

功能特性

• 多信号源支持：能够同时估计多个入射信号的波达方向
• 灵活的阵列配置：支持任意几何形状的阵列天线配置
• 完整的处理流程：包含数据预处理、协方差分析、特征值分解、空间谱估计全流程
• 可视化输出：提供二维/三维空间谱分布图和角度-功率谱密度曲线
• 性能评估：自动生成估计精度和分辨率分析报告
• 参数可配置：支持扫描角度范围、信号源数量等参数灵活设置

使用方法

基本使用步骤

1. 准备输入数据：

- 准备M×N维复数形式的阵列接收信号矩阵 - 设置阵元位置坐标矩阵 - （可选）预设信号源数量 - 定义扫描角度范围参数

1. 运行主程序：

```matlab % 加载或生成输入数据 received_signals = ...; % 阵列接收信号 array_geometry = ...; % 阵元位置坐标 source_num = ...; % 信号源数量（可选） angle_range = ...; % 扫描角度范围 % 执行DOA估计 main;

1. 获取输出结果：

- 空间谱估计图显示角度-功率谱密度分布 - 估计的波达角度值数组（以度为单位） - 算法性能指标分析报告 - 二维/三维可视化谱分布图

参数配置说明

• 阵列接收信号：M个阵元，N个采样点的复数矩阵
• 阵元位置：定义阵列几何结构的坐标矩阵
• 信号源数量：如不指定，系统将自动估计
• 角度范围：设置DOA估计的扫描角度区间

系统要求

• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必需工具箱：

- 信号处理工具箱 - 统计和机器学习工具箱

• 内存要求：至少4GB RAM（建议8GB以上）
• 显示支持：支持图形显示功能

文件说明

主程序文件实现了完整的波达方向估计流程，包括阵列信号的数据预处理、接收信号协方差矩阵的计算、特征值分解与信号子空间提取、噪声子空间构建、空间谱函数计算以及波达角度的峰值搜索与结果输出。该文件还负责生成空间谱分布的可视化图表和算法性能分析报告，为用户提供直观的结果展示和定量评估。