MATLAB近场波达方向估计算法仿真工具箱

资 源 简 介

本MATLAB工具箱实现近场信号的波达方向估计，包含信号建模、阵列接收仿真、DOA算法和性能验证四大模块。通过精确的近场传播模型，支持信号源角度和距离的联合估计，提供全面的性能分析功能。

详 情 说 明

近场波达方向估计工具箱

项目介绍

本项目实现了一个基于近场信号模型的波达方向(DOA)估计算法仿真与验证系统。系统通过建立精确的近场信号传播模型，利用阵列信号处理技术实现对信号源角度和距离的联合估计。该系统适用于近场条件下的DOA估计研究，为算法性能评估提供完整的仿真验证平台。

功能特性

• 信号建模模块：支持近场信号传播模型构建，考虑球面波前曲率效应
• 阵列接收仿真：提供线性阵列和圆形阵列两种几何结构配置
• DOA估计算法：实现多种参数化估计算法，包括改进的MUSIC算法
• 性能验证系统：提供均方根误差、分辨率分析等多种评估指标
• 可视化分析：生成空间谱图、阵列响应图、参数估计收敛曲线等

使用方法

输入参数配置

1. 信号参数设置：载波频率、信号带宽、信噪比
2. 阵列参数配置：阵元数量、阵列几何结构、阵元间距
3. 源信号参数：信号源数量、入射角度范围(-90°~90°)、距离范围(0.5λ~5λ)
4. 采样参数设定：快拍数、采样频率

输出结果

1. 二维角度-距离空间谱估计图
2. 信号源的角度和距离估计结果
3. 估计误差统计和分辨率分析报告
4. 阵列响应和算法收敛性可视化图表

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱
• 统计学和机器学习工具箱（用于性能分析）
• 推荐内存：8GB以上
• 磁盘空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，实现了从信号建模到性能评估的完整流程。该文件完成了近场信号的环境模拟、阵列接收数据生成、波达方向估计算法执行以及结果可视化展示。通过参数化配置，用户可以灵活调整仿真条件，系统能够自动完成参数估计精度分析和算法性能比较，为用户提供全面的近场DOA估计研究平台。