基于旋转不变子空间算法的MATLAB DOA估计系统设计与实现

资 源 简 介

本项目利用旋转不变子空间算法，在MATLAB中实现高精度的波达方向估计系统。系统通过阵列信号数据预处理、协方差矩阵计算、子空间分解和角度搜索，准确估计信号源方位角，适用于阵列信号处理应用。

详 情 说 明

基于旋转不变子空间算法的DOA估计系统

项目介绍

本项目实现了一个基于旋转不变子空间算法的波达方向估计系统。系统通过对阵列接收信号进行子空间分解，利用信号子空间的旋转不变特性，实现对信号源方位角的高精度估计。该系统适用于雷达、声纳、无线通信等多个领域的多目标定位场景。

功能特性

• 高精度估计：采用旋转不变子空间算法，实现对信号源DOA的精确估计
• 多目标定位：能够同时估计多个信号源的波达方向
• 完整处理流程：包含信号预处理、协方差矩阵计算、子空间分解、角度搜索等完整模块
• 性能评估：提供均方根误差等量化指标评估算法性能
• 可视化输出：生成角度谱估计图，直观展示估计结果

使用方法

输入参数

• 阵列接收信号矩阵：复数形式，维度为阵元数×快拍数
• 信号波长：入射信号的波长参数
• 阵元间距：接收阵列中阵元之间的间距
• 阵元数量：接收阵列中的阵元总数
• 角度搜索范围：DOA估计的角度搜索区间，如[-90°, 90°]

运行系统

运行主程序文件，系统将自动完成以下处理流程：

1. 信号预处理和规范化
2. 计算接收信号的协方差矩阵
3. 对协方差矩阵进行特征值分解
4. 提取信号子空间和噪声子空间
5. 利用旋转不变性原理估计波达方向
6. 输出估计结果和性能指标

输出结果

• 估计的波达方向角度向量：单位度为度的DOA估计值
• 算法性能评估指标：包括均方根误差等量化指标
• 角度谱估计图：可视化展示角度搜索谱函数

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 内存要求：至少4GB RAM（建议8GB以上）
• 存储空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了DOA估计的核心处理流程，实现了信号数据读取与验证、阵列参数配置、协方差矩阵构建与特征分解、信号子空间提取、基于旋转不变原理的角度估计、结果可视化展示以及算法性能量化评估等完整功能模块。该文件通过模块化设计将各个算法步骤有机结合，为用户提供一站式的DOA估计解决方案。