基于MATLAB的矢量传感器阵列空间指向性计算与可视化程序

资 源 简 介

该MATLAB项目计算矢量传感器阵列在自定义方位角、仰角、波速和频率下的空间响应（指向性函数），通过二维/三维图形展示波束形成效果。支持阵列结构参数调节，适用于水下声学仿真和波束优化设计。

详 情 说 明

矢量传感器阵列空间指向性计算与可视化程序

项目介绍

本项目是一个用于计算和分析矢量传感器阵列空间指向性的MATLAB程序。该工具能够根据阵列几何结构、信号频率、波速等参数，精确计算阵列在不同方向的空间响应（指向性函数），并通过直观的二维/三维可视化图形展示波束形成效果。程序适用于水下声学探测、雷达信号处理、无线通信等领域的阵列信号处理研究与工程应用。

功能特性

• 灵活的参数输入：支持自定义传感器坐标、信号频率、波速、扫描角度范围及加权系数
• 多维指向性计算：基于波束形成算法和空间傅里叶变换，计算方位-仰角二维空间响应
• 丰富的可视化：提供二维极坐标图、三维直角坐标图等多种指向性展示方式
• 性能指标分析：自动计算并输出主瓣宽度、旁瓣级等关键波束性能参数
• 交互式GUI界面：用户友好的图形界面，方便参数调整和结果查看

使用方法

1. 参数设置：

- 输入传感器阵列的三维坐标（N×3矩阵） - 设置信号频率（Hz）和波速（m/s） - 定义方位角和仰角的扫描范围 - （可选）指定各传感器的加权系数

1. 计算执行：

- 运行程序，系统将自动计算空间指向性响应 - 生成方位角×仰角维度的响应矩阵

1. 结果查看：

- 查看二维极坐标或三维直角坐标指向性图 - 获取主瓣宽度和旁瓣级数值分析报告

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 需要信号处理工具箱和图形绘制功能
• 推荐内存4GB以上，用于处理大型阵列计算

文件说明

主程序文件整合了阵列参数输入验证、空间指向性核心算法计算、波束性能参数自动提取以及多种可视化图形生成功能。它作为整个项目的控制中心，协调各模块完成从数据输入到结果展示的全流程处理，确保了计算的准确性和显示的直观性。