基于MUSIC算法的非相干信号DOA估计MATLAB实现

资 源 简 介

本项目提供了一个完整的DOA估计系统，专为非相干信号设计。系统支持传感器阵列配置管理、信号采集与高分辨率MUSIC算法，可实现准确的信号源方向估计。适用于雷达、通信等领域的阵列信号处理研究。

详 情 说 明

基于MUSIC算法的非相干信号方向(DOA)估计系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的信号波达方向(DOA)估计系统，专门针对非相干信号场景。系统通过采集传感器阵列接收到的信号数据，采用经典的MUSIC（多重信号分类）算法进行高分辨率信号源方向估计。该系统能够有效处理线性阵列、圆形阵列等多种阵列结构，提供准确的信号源方位估计和可视化分析。

功能特性

• 高分辨率DOA估计：采用MUSIC算法实现超分辨率的信号源方向估计
• 多阵列结构支持：支持线性阵列、圆形阵列等多种传感器阵列配置
• 完整的信号处理流程：包含信号预处理、协方差矩阵计算、子空间分离等完整处理链
• 可视化分析：提供MUSIC谱图、估计角度标记、阵列结构示意图等可视化结果
• 性能评估：输出估计精度、分辨率分析等性能指标

使用方法

输入参数配置

1. 接收信号矩阵：准备维度为[阵列传感器数量 × 采样点数]的复数双精度矩阵
2. 阵列配置参数：设置传感器间距、阵列几何结构（线性/圆形等）
3. 信号参数：配置信号频率、采样频率、估计的信号源数量
4. 扫描参数：定义角度扫描范围（如[-90°, 90°]）和角度分辨率

运行系统

运行主程序后，系统将自动执行以下处理流程：

• 信号数据预处理与校验
• 协方差矩阵计算与特征值分解
• 信号子空间与噪声子空间分离
• MUSIC谱计算与峰值检测
• 角度估计与结果输出

输出结果

系统将生成：

• MUSIC谱一维数组（不同角度对应的空间谱值）
• 估计出的信号源方向角度向量（单位：度）
• 估计精度和分辨率分析结果
• 多种可视化图表展示

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 信号处理工具箱
• 足够的内存空间处理传感器阵列数据
• 支持复数矩阵运算的计算环境

文件说明

主程序文件实现了系统的核心处理流程，包括传感器阵列的配置管理与验证、接收信号的数据预处理与质量检查、协方差矩阵的构建与特征值分解运算、信号子空间与噪声子空间的准确分离、空间谱函数的计算与优化、峰值检测算法以及最终的角度估计结果输出。同时，该文件还负责生成全面的性能评估指标和多种可视化分析图表，确保用户能够直观地理解分析结果。