基于MATLAB的宽带信号源波束形成与MUSIC算法DOA估计仿真系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现宽带信号源的波束到达方向（DOA）估计仿真，集成传统Bartlett波束形成器与高分辨率MUSIC算法，适用于阵列信号处理与空间谱分析研究。提供清晰的算法对比与性能验证框架。

详 情 说 明

宽带信号源波束形成与MUSIC算法的DOA估计仿真系统

项目介绍

本项目实现了一个宽带信号源波束到达方向（DOA）估计的完整仿真系统。系统通过模拟均匀线性阵列接收的宽带信号，分别采用传统波束形成算法和高分辨率MUSIC算法进行空间谱估计，对比分析两种算法在角度分辨能力和估计精度方面的性能差异。特别针对宽带信号处理需求，系统包含了频率聚焦技术，能够有效处理宽带信号的相干性问题。

功能特性

• 宽带信号模拟：支持多源宽带信号的阵列接收模拟，可灵活配置信号参数
• 频域聚焦处理：采用频率聚焦技术解决宽带信号协方差矩阵非相干问题
• 多算法DOA估计：同步实现传统波束形成法和MUSIC高分辨率算法
• 性能对比分析：从角度分辨率、估计误差、计算效率等多个维度对比算法性能
• 可视化展示：提供空间谱图、时频分析、误差分布等多维度可视化结果

使用方法

1. 参数配置：在运行主程序前，根据仿真需求设置信号参数、阵列参数、源信号参数和采样参数
2. 运行仿真：执行主程序开始DOA估计仿真计算
3. 结果分析：系统自动生成空间谱估计结果、DOA角度值和性能对比指标
4. 可视化查看：通过生成的图表分析两种算法的估计效果和性能差异

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱
• 统计学工具箱（用于误差分析）
• 至少4GB内存（推荐8GB以上用于大型仿真）

文件说明

主程序文件整合了系统的完整仿真流程，主要功能包括：宽带信号环境建模与阵列接收信号模拟、频域聚焦处理以实现宽带信号协方差矩阵的有效构造、基于特征分解的MUSIC空间谱估计与传统的Bartlett波束形成算法并行实现、多目标DOA角度提取与估计精度评估，以及全面的性能对比分析与可视化结果输出。